虛擬制造技術(shù)課件資料

2023/2/121先看幾個(gè)簡(jiǎn)單例子：虛擬切削加工覆蓋件拉深制砂機(jī)軸承虛擬安裝什么是虛擬制造第1頁(yè)/共40頁(yè)第一頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/122虛擬制造：VirtualManufacturing(VM)虛擬制造是實(shí)際制作過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)。采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作;通過(guò)三維模型及動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制等制造的本質(zhì)過(guò)程;目的：增強(qiáng)制造過(guò)程各級(jí)決策與控制能力虛擬制造技術(shù)可以對(duì)想像中的制造過(guò)程進(jìn)行仿真，不消耗現(xiàn)實(shí)物質(zhì)資源，所進(jìn)行的過(guò)程是虛擬的，產(chǎn)品也是虛擬的。什么是虛擬制造

第2頁(yè)/共40頁(yè)第二頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/123什么是虛擬制造？

實(shí)際制造過(guò)程虛擬制造過(guò)程虛擬制造和實(shí)際制造的區(qū)別？第3頁(yè)/共40頁(yè)第三頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/124主要內(nèi)容1.1虛擬制造技術(shù)產(chǎn)生的背景1.2

虛擬制造技術(shù)的分類1.3

虛擬制造的相關(guān)技術(shù)1.4

虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用1.5

虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.6

虛擬制造技術(shù)對(duì)企業(yè)的作用第4頁(yè)/共40頁(yè)第四頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1251.1虛擬制造技術(shù)產(chǎn)生的背景1.制造業(yè)經(jīng)營(yíng)策略的變遷第5頁(yè)/共40頁(yè)第五頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1261.1虛擬制造技術(shù)產(chǎn)生的背景2.虛擬制造技術(shù)的由來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和社會(huì)的信息化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，顧客需求日趨多樣化。制造業(yè)為了在競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)求得生存與發(fā)展，必須能夠更好地滿足市場(chǎng)所提出的T、Q、C、S要求，來(lái)贏得市場(chǎng)與用戶．面對(duì)不可預(yù)測(cè)、持續(xù)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．最短的產(chǎn)品開發(fā)周期(Time)，最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量（Quality），最低廉的制造成本（Cost）最好的技術(shù)支持與售后服務(wù)（Service）

．第6頁(yè)/共40頁(yè)第六頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1271.1虛擬制造技術(shù)產(chǎn)生的背景為了提高競(jìng)爭(zhēng)能力，企業(yè)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)κ袌?chǎng)需求的變化作出快速敏捷的反應(yīng)，并及時(shí)地對(duì)自身的生產(chǎn)作出合理的調(diào)整與重新規(guī)劃．計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的支持?；谶@些因素，90年代中有許多新概念、新觀點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，虛擬制造就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式．在虛擬制造中，產(chǎn)品開發(fā)是基于數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品開發(fā)方式,以用戶的需求為第一驅(qū)動(dòng)，并將用戶需求轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的各種功能特征．VPD保證了產(chǎn)品開發(fā)的效率和質(zhì)量，提高了企業(yè)的快速響應(yīng)和市場(chǎng)開拓能力第7頁(yè)/共40頁(yè)第七頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1281.2虛擬制造技術(shù)分類以設(shè)計(jì)為中心的VM以生產(chǎn)為中心的VM以控制為中心的VM第8頁(yè)/共40頁(yè)第八頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/129以設(shè)計(jì)為中心的VMDesign-CenteredVM強(qiáng)調(diào)以統(tǒng)一制造信息模型為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)字化產(chǎn)品模型進(jìn)行仿真與分析、優(yōu)化，進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)方面的分析和可裝配性分析，獲得對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評(píng)估與性能預(yù)測(cè)結(jié)果，以便作出正確決策。主要技術(shù)包括特征造型、面向數(shù)學(xué)的模型設(shè)計(jì)以及加工過(guò)程仿真技術(shù)。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括造型設(shè)計(jì)、熱力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析和加工過(guò)程仿真等。第9頁(yè)/共40頁(yè)第九頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1210以生產(chǎn)為中心的VMProduction-CenteredVM

在企業(yè)資源的約束條件下，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真，對(duì)不同的加工過(guò)程及其組合進(jìn)行優(yōu)化。它對(duì)產(chǎn)品的“可生產(chǎn)性”進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，對(duì)制造資源和環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化組合，通過(guò)提供精確的生產(chǎn)成本信息對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度進(jìn)行合理化決策。主要技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和嵌入式仿真技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工廠或產(chǎn)品的物理布局及生產(chǎn)計(jì)劃的編排第10頁(yè)/共40頁(yè)第十頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1211以控制為中心的VMControl-CenteredVM將仿真技術(shù)引入控制模型，提供模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的虛擬環(huán)境，使企業(yè)在考慮車間控制行為的基礎(chǔ)上對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制。其目標(biāo)是實(shí)際生產(chǎn)中的過(guò)程優(yōu)化，改進(jìn)制造系統(tǒng)主要支持技術(shù)有：對(duì)離散制造－基于仿真的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度；對(duì)連續(xù)制造－基于仿真的最優(yōu)控制。第11頁(yè)/共40頁(yè)第十一頁(yè)，共41頁(yè)。1.2虛擬制造技術(shù)分類三種虛擬制造的區(qū)別：以設(shè)計(jì)為中心的VM為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品和評(píng)估可制造性的環(huán)境，在設(shè)計(jì)中的潛在問題能夠被發(fā)現(xiàn);以生產(chǎn)為中心的VM為工藝計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃的生成、工藝資源的要求以及對(duì)這些計(jì)劃的評(píng)價(jià)提供了一個(gè)環(huán)境，它能夠更精確地提供成本信息和產(chǎn)品的供給計(jì)劃，仿真實(shí)際生產(chǎn)的能力;以控制為中心的VM為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)用以評(píng)估新產(chǎn)品或改進(jìn)的設(shè)計(jì)以及與車間生產(chǎn)相關(guān)的活動(dòng)的環(huán)境，它為優(yōu)化制造過(guò)程和提高制造系統(tǒng)提供了信息。2023/2/1212第12頁(yè)/共40頁(yè)第十二頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12131.3虛擬制造的相關(guān)技術(shù)第13頁(yè)/共40頁(yè)第十三頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1214虛擬制造的核心技術(shù)：建模技術(shù)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可制造性評(píng)價(jià)1.3虛擬制造的相關(guān)技術(shù)第14頁(yè)/共40頁(yè)第十四頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1215建模技術(shù)模型化處理是計(jì)算機(jī)通過(guò)抽象來(lái)表達(dá)客觀事物的主要方法。因此要使系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，首先就要為系統(tǒng)建模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段或產(chǎn)品制造之前，實(shí)時(shí)地并行地模擬出產(chǎn)品的未來(lái)制造全過(guò)程極其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，并在計(jì)算機(jī)上虛擬地運(yùn)行。建模包括：生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型的信息體系結(jié)構(gòu)。第15頁(yè)/共40頁(yè)第十五頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1216建模技術(shù)生產(chǎn)模型：歸納為靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)描述兩個(gè)方面。靜態(tài)描述是指系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。動(dòng)態(tài)描述是指在已知系統(tǒng)狀態(tài)和需求特性的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程。產(chǎn)品模型：是制造過(guò)程中，各類實(shí)體對(duì)象模型的集合。目前產(chǎn)品模型描述的信息有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明細(xì)表、產(chǎn)品形狀特征等靜態(tài)信息。虛擬制造下的產(chǎn)品模型不再是單一的靜態(tài)特征模型，它能通過(guò)映射、抽象等方法提取產(chǎn)品實(shí)施中各活動(dòng)所需的模型工藝模型：將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來(lái)。以反應(yīng)生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能：計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表、制造規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)模型以及物理和數(shù)學(xué)模型。第16頁(yè)/共40頁(yè)第十六頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1217仿真技術(shù)仿真技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計(jì)性能。仿真以系統(tǒng)模型為對(duì)象的研究方法，不干擾實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)；可利用計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力，用很短時(shí)間模擬實(shí)際生產(chǎn)中需要很長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)周期計(jì)算機(jī)還可以重復(fù)仿真，優(yōu)化實(shí)施方案。因此可以縮短決策時(shí)間，避免資金、人力和時(shí)間的浪費(fèi)第17頁(yè)/共40頁(yè)第十七頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1218仿真技術(shù)仿真的基本步驟為：研究系統(tǒng)→收集數(shù)據(jù)→建立系統(tǒng)模型→確定仿真算法→建立仿真模型→運(yùn)行仿真模型→輸出結(jié)果并分析產(chǎn)品制造過(guò)程仿真，可歸納為制造系統(tǒng)仿真和加工過(guò)程仿真。虛擬制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品開發(fā)涉及到產(chǎn)品建模仿真、設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)劃仿真、設(shè)計(jì)思維過(guò)程和設(shè)計(jì)交互行為仿真等，以便對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程早期反饋，減少或避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。加工過(guò)程仿真，包括切削過(guò)程仿真、裝配過(guò)程仿真，檢驗(yàn)過(guò)程仿真以及焊接、壓力加工、鑄造仿真等第18頁(yè)/共40頁(yè)第十八頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1219虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在為改善人與計(jì)算機(jī)的交互方式，提高計(jì)算機(jī)可操作性中產(chǎn)生的，它是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括操作者、機(jī)器和人機(jī)接口三個(gè)基本要素。它不僅提高了人與計(jì)算機(jī)之間的和諧程度，也成為一種有力的仿真工具。利用VRS可以對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過(guò)用戶的交互輸入，并及時(shí)按輸出修改虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感覺。第19頁(yè)/共40頁(yè)第十九頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1220可制造性評(píng)價(jià)在給定的設(shè)計(jì)信息和制造資源等環(huán)境信息和制造資源等環(huán)境信息的計(jì)算機(jī)描述下，確定設(shè)計(jì)特性(如形狀、尺寸、公差、表面精度等)是否是可制造的。如果設(shè)計(jì)方案是可制造的，確定可制造性等級(jí)，即確定為達(dá)到設(shè)計(jì)要求所需加工的難易程度；如果設(shè)計(jì)方案是不可制造的，判斷引起制造問題的設(shè)計(jì)原因，如果可能，則給出修改方案。第20頁(yè)/共40頁(yè)第二十頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/1221可制造性評(píng)價(jià)可制造性的評(píng)價(jià)方法可分為兩類：①基于規(guī)則的方法，即直接根據(jù)評(píng)判規(guī)則，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)屬性的的評(píng)測(cè)來(lái)給可制造性定級(jí)；②基于方案的方法，即對(duì)一個(gè)或多個(gè)制造方案，借助于成本和時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)是否可行或?qū)で笞罴?。通過(guò)引用工藝模型和生產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，成熟的虛擬制造系統(tǒng)應(yīng)能精確的預(yù)測(cè)技術(shù)可行性、加工成本、工藝質(zhì)量和生產(chǎn)周期等。第21頁(yè)/共40頁(yè)第二十一頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12221.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品制造虛擬生產(chǎn)過(guò)程虛擬企業(yè)產(chǎn)品展示第22頁(yè)/共40頁(yè)第二十二頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12231.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)飛機(jī)、汽車的外形設(shè)計(jì)，其形狀是否符合空氣動(dòng)力學(xué)原理，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局的合理性。在復(fù)雜管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用虛擬技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以“進(jìn)入其中”進(jìn)行管道布置，并可檢查能否發(fā)生干涉。在計(jì)算機(jī)上的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不但能提高設(shè)計(jì)效率，而且能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，從而優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。例如美國(guó)波音公司投資40億美元研制波音777噴氣式客機(jī)，從1990年10月開始到1994年6月僅用了3年零8個(gè)月時(shí)間就完成了研制，一次試飛成功，投入運(yùn)營(yíng)。波音公司分散在世界各地的技術(shù)人員可以從777客機(jī)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零部件中調(diào)出任何一種在計(jì)算機(jī)上觀察、研究、討論，所有零部件均是三維實(shí)體模型。可見虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)給企業(yè)帶來(lái)的效益第23頁(yè)/共40頁(yè)第二十三頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12241.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品制造應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)零件的加工方法、工序順序、工裝的選用、工藝參數(shù)的選用，加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、連接件之間的連接性、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)性等均可建模仿真，可以提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷，提前發(fā)現(xiàn)裝配時(shí)出現(xiàn)的問題，從而能夠優(yōu)化制造過(guò)程，提高加工效率。第24頁(yè)/共40頁(yè)第二十四頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12251.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品制造虛擬生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的合理制定、人力資源、制造資源、物料庫(kù)存、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)等，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還可對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的資金進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)等，從而對(duì)人力資源、制造資源的合理配置，對(duì)縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低成本意義重大。

第25頁(yè)/共40頁(yè)第二十五頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12261.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品制造虛擬生產(chǎn)過(guò)程虛擬企業(yè)

虛擬企業(yè)建立，最重要的原因是因?yàn)楦髌髽I(yè)本身無(wú)法單獨(dú)滿足市場(chǎng)需求，迎接市場(chǎng)挑戰(zhàn)。因此，為了快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求，圍繞新產(chǎn)品開發(fā)，利用不同地域的現(xiàn)有資源、不同的企業(yè)或不同地點(diǎn)的工廠，重新組織一個(gè)新公司。該公司在運(yùn)行之前，必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運(yùn)行，并對(duì)投產(chǎn)后的風(fēng)險(xiǎn)、利益分配等進(jìn)行評(píng)估。這種聯(lián)作公司稱為虛擬公司，或者叫作動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，是一種虛擬企業(yè)，它具有集成性和實(shí)效性兩大特點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)體。虛擬企業(yè)的主要基礎(chǔ)是：建立在先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)上的企業(yè)柔性化；在計(jì)算機(jī)上制造數(shù)字化產(chǎn)品，從概念設(shè)計(jì)到最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程的虛擬制造；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第26頁(yè)/共40頁(yè)第二十六頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12271.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品制造虛擬生產(chǎn)過(guò)程虛擬企業(yè)產(chǎn)品展示第27頁(yè)/共40頁(yè)第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12281.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。美國(guó)處于國(guó)際研究的前沿：美國(guó)Maryland大學(xué)系統(tǒng)研究學(xué)院CIM實(shí)驗(yàn)室：主要以CIM領(lǐng)域的最新技術(shù)為研究主題，范圍覆蓋工廠層和車間層問題。研究重點(diǎn)則是在復(fù)雜制造系統(tǒng)的建模工具開發(fā)和應(yīng)用及用于產(chǎn)品開發(fā)全過(guò)程的并行工程工具的開發(fā)和應(yīng)用。該室自1994年起開始虛擬制造的研究，提出了三個(gè)中心的虛擬制造分類方法，獲得國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)同，其虛擬制造web站點(diǎn)在虛擬制造領(lǐng)域具有較高知名度。

第28頁(yè)/共40頁(yè)第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12291.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。美國(guó)處于國(guó)際研究的前沿：美國(guó)Michigan大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室：主要集中于虛擬環(huán)境的工業(yè)應(yīng)用方面。他們關(guān)注的是工程設(shè)計(jì)的虛擬原型構(gòu)筑（virtualprototyping），這方面的工作特別針對(duì)汽車和海洋工業(yè)應(yīng)用；其次是制造過(guò)程的仿真以及相關(guān)的工程應(yīng)用。另外，也包括虛擬現(xiàn)實(shí)在事故仿真、醫(yī)學(xué)、建筑、考古、教育和其它領(lǐng)域的應(yīng)用。第29頁(yè)/共40頁(yè)第二十九頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12301.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。美國(guó)處于國(guó)際研究的前沿：美國(guó)東北大學(xué)虛擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)室：主要開展的是車輛駕駛員虛擬環(huán)境的研究。從事的項(xiàng)目有：基于虛擬環(huán)境的駕駛仿真器，用戶角度出發(fā)的道路和交通狀況的動(dòng)態(tài)可視化研究，惡劣環(huán)境（強(qiáng)光、雨天和大霧）適用的駕駛仿真器，高速公路駕駛仿真等一系列與駕駛有關(guān)的虛擬環(huán)境研究項(xiàng)目。第30頁(yè)/共40頁(yè)第三十頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12311.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。美國(guó)處于國(guó)際研究的前沿：美國(guó)伊利諾斯大學(xué)芝加哥分校機(jī)械系工業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)研究所：主要從事工業(yè)與制造應(yīng)用相關(guān)的，尤其是與制造設(shè)計(jì)、工藝處理、后勤學(xué)、運(yùn)輸與發(fā)售、決策支持等相關(guān)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究。主要項(xiàng)目有：工廠及工藝過(guò)程模型、遠(yuǎn)程工程和產(chǎn)品仿真。第31頁(yè)/共40頁(yè)第三十一頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12321.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。美國(guó)處于國(guó)際研究的前沿：美國(guó)波音-麥道飛機(jī)制造公司：是世界航空航天制造領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，因而也是不斷提出新的制造理念和嘗試新的制造技術(shù)的先驅(qū)。在繼成功應(yīng)用并行工程技術(shù)后，又采用虛擬制造技術(shù)成功地將整機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期大大縮短。在與麥道公司合并后，公司實(shí)力進(jìn)一步加強(qiáng)，成為世界頭號(hào)飛機(jī)制造公司，其新技術(shù)的應(yīng)用推廣力度也必將更上一個(gè)臺(tái)階第32頁(yè)/共40頁(yè)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12331.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：以美國(guó)為首的西方工業(yè)國(guó)家成立了相應(yīng)的虛擬制造研究機(jī)構(gòu)，在95年前已基本完成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)的研究，建立了虛擬制造技術(shù)體系，正向?qū)嶋H應(yīng)用全面過(guò)渡。英國(guó)Bath大學(xué)機(jī)械工程系：其虛擬制造研究的主要側(cè)重點(diǎn)在支持虛擬制造的CAD/CAM仿真軟件的開發(fā)應(yīng)用方面。主要的成就在于用OpenInventor2.0軟件工具開發(fā)出了基于自己的Svlis幾何造型工具的虛擬制造系統(tǒng)

英國(guó)Leeds大學(xué)計(jì)算機(jī)研究學(xué)院：研究主要集中在虛擬原型的構(gòu)造和仿真以及可視化技術(shù)方面。日本大坂大學(xué)機(jī)械工程系制造工程及系統(tǒng)研究室：從事虛擬制造系統(tǒng)，三維建模，并行處理及虛擬現(xiàn)實(shí)等方面的研究。第33頁(yè)/共40頁(yè)第三十三頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12341.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.國(guó)外：主要實(shí)例：美國(guó)福特和克萊斯勒公司運(yùn)用虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，使汽車開發(fā)周期由原來(lái)的36個(gè)月縮短為24個(gè)月；波音公司設(shè)計(jì)的777型大型客機(jī)，從8年縮短到5年，成本降低了25%左右。在設(shè)計(jì)制造RAH-66直升機(jī)時(shí)，節(jié)省了11590ｈ的試飛時(shí)間，節(jié)約經(jīng)費(fèi)6.73億美元。2004年“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”火星探測(cè)器成功登錄火星，虛擬制造技術(shù)在該項(xiàng)目研制中起了重要的作用，許多設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和仿真都是在虛擬樣機(jī)上完成的。德國(guó)奔馳公司利用虛擬制造技術(shù)，使車體噴漆的設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了30%～40％。第34頁(yè)/共40頁(yè)第三十四頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12351.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)：由于虛擬制造技術(shù)出現(xiàn)較晚，研究機(jī)構(gòu)還很少清華大學(xué)CIMS工程研究中心虛擬制造研究室，是國(guó)內(nèi)最早開展虛擬制造研究的機(jī)構(gòu)之一，主要研究方向是虛擬產(chǎn)品開發(fā)西安交通大學(xué)CAD/CAM研究所主要研究以網(wǎng)絡(luò)為中心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與全球制造(包括創(chuàng)新技法、信息共享、知識(shí)發(fā)掘、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)與制造模式)上海交通大學(xué)CIMS研究所、北京航空航天大學(xué)和浙汀大學(xué)等也進(jìn)行了部分虛擬制造技術(shù)的研究2005年3月，上海理工大學(xué)宣布成立了虛擬制造技術(shù)研究院。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)已有30多家科研機(jī)構(gòu)、高等院校和企業(yè)正在開展VM技術(shù)方面的研究第35頁(yè)/共40頁(yè)第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。2023/2/12361.5虛擬制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)主要研究方向：虛擬制造基礎(chǔ)研究：虛擬制造涉及的技術(shù)領(lǐng)域極其廣泛，不是各單項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)單組合，而是在相關(guān)理論和已積累知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)制造知識(shí)的系統(tǒng)化組織，需要進(jìn)一步深化。產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)：主要包括虛擬產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)、虛擬測(cè)試、虛擬裝配以及機(jī)床、模具的虛擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。產(chǎn)品虛擬加工技術(shù)：主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。清華大學(xué)國(guó)家CIMS中心開發(fā)的加工過(guò)程仿真系統(tǒng)作為863/CIMS目標(biāo)產(chǎn)品已在多個(gè)企業(yè)得到成功的應(yīng)用，北航與一汽用OPTRIS開發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門的中等復(fù)雜程度的汽