虛擬制造系統(tǒng)技術(shù)支持與體系結(jié)構(gòu)分析

虛擬制造系統(tǒng)技術(shù)支持與體系結(jié)構(gòu)分析來源：開關(guān)柜無線測(cè)溫虛擬制造技術(shù)是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持的新的研究領(lǐng)域，它是用三維的和動(dòng)態(tài)的仿真模型模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造及其相關(guān)的過程。虛擬制造系統(tǒng)是企業(yè)集成的一種新方案，本文給出一種基于集成概念的虛擬制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

0、引言當(dāng)今的制造業(yè)基本技術(shù)日臻成熟，其市場(chǎng)處于以消費(fèi)者為導(dǎo)向的市場(chǎng)環(huán)境下，產(chǎn)品品種、上市時(shí)間和用戶滿意度成為企業(yè)取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的主要因素。制造業(yè)這種全球化的激烈競(jìng)爭(zhēng)不斷催生了各種先進(jìn)制造技術(shù)和新的制造哲理，虛擬制造技術(shù)將會(huì)在下一世紀(jì)涌向潮頭，其樸素的思想和高新的技術(shù)手段都為研究領(lǐng)域和業(yè)界所推崇。1、虛擬制造技術(shù)虛擬制造的基本思想是在產(chǎn)品制造過程的上游－設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品制造全過程的虛擬集成，將全階段可能出現(xiàn)的問題解決在這一階段，通過設(shè)計(jì)的最優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品的一次性制造成功。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實(shí)或虛幻環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實(shí)，使人能夠憑借直覺作用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造技術(shù)在一個(gè)統(tǒng)一模型之下對(duì)設(shè)計(jì)和制造等等過程集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動(dòng)態(tài)的仿真真實(shí)過程的實(shí)體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，借助建模與仿真技術(shù)及時(shí)地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)、檢測(cè)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效的、經(jīng)濟(jì)的、柔性的組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。虛擬制造系統(tǒng)是各制造功能的虛擬集成，它的可視化集成范圍包括與設(shè)計(jì)相關(guān)的各項(xiàng)子系統(tǒng)的功能，如用戶支持、工程分析、材料選用、工藝計(jì)劃、工裝分析、快速原型，甚至包括制造企業(yè)全部功能（如計(jì)劃、操作、控制）的集成。虛擬制造系統(tǒng)擁有產(chǎn)品和相關(guān)制造過程的全部信息，包括虛擬設(shè)計(jì)、制造和控制產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、知識(shí)和模型信息。虛虛擬控制制造系統(tǒng)按照功能歸集為三種不同類型的子環(huán)境，共同構(gòu)成中心三元耦合的系統(tǒng)模式如圖1：

（1）虛擬制造設(shè)計(jì)中心：給設(shè)計(jì)者提供各種工具以便設(shè)計(jì)出符合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（如DFX）的產(chǎn)品模型；

（2）虛擬制造加工中心：研究開發(fā)產(chǎn)品制造過程模型和環(huán)境模型及其分析各種可行的生產(chǎn)計(jì)劃和工藝規(guī)劃；

（3）虛擬制造控制中心：評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原型、生產(chǎn)計(jì)劃、制造模擬和控制策略等等。2、虛擬制造技術(shù)支持虛擬制造技術(shù)是多學(xué)科綜合的系統(tǒng)技術(shù)，需要研究開發(fā)相應(yīng)的硬件集成系統(tǒng)與軟件，就軟件技術(shù)而言，相關(guān)的研究支持如下：

（1）可視化：真實(shí)、直觀地再現(xiàn)主觀產(chǎn)品與客觀制造過程；

（2）基本環(huán)境：增強(qiáng)可視化和其它虛擬制造功能的集成系統(tǒng)平臺(tái)；

（3）信息描述：表達(dá)各種信息，包括數(shù)據(jù)、知識(shí)和模型的統(tǒng)一的方法、語義、語法；