基于網(wǎng)絡(luò )的虛擬技術(shù)在現代制造業(yè)中的應用研究

在經(jīng)濟全球化、貿易自由化和社會(huì )信息化的新形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰略發(fā)生了很大的變化，TQCS成為現代制造企業(yè)適應市場(chǎng)需求，提高競爭力的關(guān)鍵因素。即以最快的上市速度(T-Time to Market)、最好的質(zhì)量(Q-Quality)、最低的成本(C-Cost)、最優(yōu)的服務(wù)(S-Service)來(lái)滿(mǎn)足不同顧客的需求。如何利用新技術(shù)所提供的機遇，抓住用戶(hù)需求，以最短的時(shí)間開(kāi)發(fā)出用戶(hù)能夠接受的產(chǎn)品，已成為市場(chǎng)競爭的焦點(diǎn)。

面對激烈的國際競爭，為迎接中華民族的偉大復興，國家對制造企業(yè)提出了宏偉目標，即要求國內骨干企業(yè)盡快著(zhù)手信息化工作，2010年到2015年大中型企業(yè)要達到國際先進(jìn)的信息化制造水平。實(shí)際上，信息化不僅是政策的約束，更是市場(chǎng)的驅使，隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟全球化的進(jìn)程，信息化制造將成為現代制造企業(yè)追求的重要目標之一。

、信息化制造

信息化制造是以虛擬制造和大規模定制生產(chǎn)為標準的，只有基本上實(shí)現了從產(chǎn)品設計、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造和流通以至產(chǎn)品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基礎E的先進(jìn)制造模式和信息化內容才能叫做信息化制造。

隨著(zhù)計算機、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在制造系統中的應用，信息技術(shù)對制造技術(shù)發(fā)展的作用目前已占到第一位。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。信息技術(shù)使現代制造的技術(shù)含量提高，使傳統制造技術(shù)發(fā)生質(zhì)的變化。信息技術(shù)也促進(jìn)著(zhù)設計技術(shù)的現代化，加工制造的精密化、快速化，自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化，整個(gè)制造過(guò)程的網(wǎng)絡(luò )化、全球化。

為了提高競爭能力，企業(yè)應當能夠對市場(chǎng)需求的變化做出快速敏捷的反應，并及時(shí)地對自身的生產(chǎn)做出合理的調整與重新規劃。面對不可預測、持續發(fā)展、快速多變的市場(chǎng)需求，企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)必須具有高度的柔性。計算機軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅速發(fā)展為實(shí)現這一目標提供了強有力的支持?；谶@些因素，概念設計、并行工程、智能制造、敏捷制造等多種有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)的新思想、新概念相繼誕生。虛擬制造(VirtualManufacture)就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式。

虛擬制造技術(shù)

虛擬制造技術(shù)是以虛擬現實(shí)和仿真技術(shù)為基礎，對產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)過(guò)程統一建模，在計算機上實(shí)現產(chǎn)品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。這樣，可以在產(chǎn)品的設計階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過(guò)程，以此來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品的設計質(zhì)量和制造過(guò)程，優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規劃，縮短設計開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本，以達到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本的最小化，產(chǎn)品設計質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率最高化，從而提高企業(yè)的快速響應能力，增強企業(yè)的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢。也就是說(shuō)虛擬制造是對實(shí)際制造進(jìn)行抽象、分析、綜合、得到實(shí)際產(chǎn)品的全數字化模型，其最終目標是反作用于實(shí)際制造過(guò)程，用來(lái)指導生產(chǎn)實(shí)踐。

虛擬制造技術(shù)可以分為三大類(lèi)：一是以設計為中心的虛擬制造技術(shù)；二是以生產(chǎn)為中心的虛擬制造技術(shù)；三是以控制為中心的虛擬制造技術(shù)。

以設計為中心的虛擬制造以設計為中心的虛擬制造是將制造信息加人到產(chǎn)品設計與工藝設計過(guò)程中，并在計算機中進(jìn)行”制造”，仿真多種制造方案和產(chǎn)生許多” 軟”的模型，為設計者提供一個(gè)設計產(chǎn)品和評估產(chǎn)品可制造性的環(huán)境。它的主要支持技術(shù)包括特征造型、面向數學(xué)的模型設計及加工過(guò)程的仿真技術(shù)。主要應用領(lǐng)域包括造型設計、熱力學(xué)分析、運動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、容差分析和加工過(guò)程仿真。

以生產(chǎn)為中心的虛擬制造以生產(chǎn)為中心的虛擬制造是將仿真能力加人到生產(chǎn)過(guò)程模型中，其目的是方便和快捷地評價(jià)多種加工過(guò)程，檢驗新工藝流程的可信度、產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、資源的需求狀況(包括購置新設備、征詢(xún)盟友等)，從而優(yōu)化制造環(huán)境的配置和生產(chǎn)的供給計劃。它的主要支持技術(shù)包括虛擬現實(shí)技術(shù)和嵌人式仿真技術(shù)，其應用領(lǐng)域包括工廠(chǎng)或產(chǎn)品的物理布局及生產(chǎn)計劃的編排。

以控制為中心的虛擬制造以控制為中心的虛擬制造是將仿真能力增加到控制模型和實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，模擬實(shí)際的車(chē)間生產(chǎn)，評估車(chē)間生產(chǎn)活動(dòng)，達到優(yōu)化制造過(guò)程的目的。它的主要支持技術(shù)有：對離散制造一基于仿真的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調度；對連續制造一基于仿真的最優(yōu)控制。