虚拟制造体系结构及环境.doc

蒁蚇虚拟制造体系结构及环境螃芁从产品生产的全过程来看,“虚拟制造”应包括产品的“可制造性”、“可生产性”和“可合作性”。的支持”所谓“可制造性”系指所设计的产品(包括零件、部件和整机)的可加工性(铸造、冲压、焊接、切削等)和可装配性;而“可生产性”系指在企业已有资源(广义资源,如:设备、人力、原材料等)的约束条件下,如何优化生产计划和调度,以满足市场或顾客的要求;虚到制造技术的发展,虚拟制造还应对被喻为二十一世纪的制造模式“敏捷制造”提供支持,即为企业动态联盟(VE,VirtualEnterprise)的“可合作性”提供支持。而且,上述三个方面对一个企业来说的相互关联的,应该形成一个集成的环境。因此,应从三个层次,即“虚拟制造”,“虚拟生产”,“虚拟企业”开展产品全过程的虚拟制造技术及其集成的虚拟制造环境的研究,包括产品全信息模型、支持各层次虚拟制造的技术并开发相应的支撑平台、以及支持三个平台及其集成的产品数据管理(PDM)技术。蕿基于上述思想,国家CIMS工程技术研究中心根据先进制造技术发展的要求,正在着手建立虚拟制造研究基地。该基地建立了以下虚拟制造技术体系结构:肆(1)虚拟制造平台蒃该平台支持产品的并行设计、工艺规划、加工、装配及维修等过程,进行可制造性(Manufacturability)分析(包括性能分析、费用估计,工时估计等)。它是以全信息模型为基础的众多仿真分析软件的集成,包括力学、热力学、运动学、动力学等可制造性分析,具有以下研究环境:节●基于产品技术复合化的产品设计与分析,除了几何造型与特征造型等环境外,还包括运动学、动力学、热力学模型分析环境等;蚈●基于仿真的零部件制造设计与分析,包括工艺生成优化、工具设计优化、刀位轨迹优化、控制代码优化等;薅●基于仿真的制造过程碰撞干涉检验及运动轨迹检验—虚拟加工、虚拟机器人等;芃●材料加工成形仿真,包括产品设计,加工成形过程温度场、应力场、流动场的分析,加工工艺优化等;莄●产品虚拟装配,根据产品设计的形状特征,精度特征,三维真实地模拟产品的装配过程,并允许用户以交互方式控制产品的三维真实模拟装配过程,以检验产品的可装配性。肀(2)虚拟生产平台羅该平台将支持生产环境的布局设计及设备集成、产品远程虚拟测试、企业生产计划及调度的优化,进行可生产性(Produceability)分析。羄※虚拟生产环境布局膁根据产品的工艺特征,生产场地,加工设备等信息,三维真实地模拟生产环境,并允许用户交互地修改有关布局,对生产动态过程进行模拟,统计相应评价参数,对生产环境的布局进行优化;膈※虚拟设备集成蚈为不同厂家制造的生产设备实现集成提供支撑环境,对不同集成方案进行比较;蚄※虚拟计划与调度膂根据产品的工艺特征,生产环境布局,模拟产品的生产过程,并允许用户以交互方式修改生产排程和进行动态调度,统计有关评价参数,以找出最满意的生产作业计划与调度方案。薁(3)虚拟企业平台肇被预言为21世纪制造模式的敏捷制造,利用虚拟企业的形式,以实现劳动力、资源、资本、技术、管理和信息等的最优配置,这给企业的运行带来了一系列新的技术要求。虚拟企业平台为敏捷制造提供可合作性(Corporatability)分析支持。蒄※虚拟企业协同工作环境羀支持异地设计、异地装配、异地测试的环境,特别是基于广域网的三维图形的异地快速传送、过程控制、人机交