市場化、信息化是一個現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，本文結(jié)合計算機虛擬制造等新的制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，探討了計算機虛擬制造技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用。
隨著經(jīng)濟的全球化和社會的信息化，市場競爭日益激烈。制造業(yè)要在競爭激烈的全球市場求得生存與發(fā)展，必須能夠更好地滿足市場所提出的TQCS要求，即:要以最短的產(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)和最好的技術(shù)支持與售后服務(wù)(Service)來贏得市場與用戶。面對不可預(yù)測、持續(xù)發(fā)展、快速多變的市場需求，企業(yè)的生產(chǎn)活動必須具有高度的柔性，對市場需求的變化做出快速反應(yīng)。與此同時，信息技術(shù)取得了迅速發(fā)展，從而為制造業(yè)的信息化發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。80年代，隨著先進制造技術(shù)以信息集成為核心的計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的實施，以及隨后提出的計算機虛擬制造技術(shù)(VMT)，到90年代時，計算機虛擬制造技術(shù)得到了極大重視并得到迅速發(fā)展。隨著市場全球化的進程，信息化制造將成為現(xiàn)代制造企業(yè)追求的重要目標之。
一、虛擬制造技術(shù)定義
虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而達到產(chǎn)品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的現(xiàn)在對虛擬制造(Virtual Manufactuirng，簡稱VM)的定義多種多樣。
當前一般的定義是:虛擬制造是實際制造過程在計算機上的映射，即采用計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在高性能計算機及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計算機上群組協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。它為工程師們提供了從產(chǎn)品概論的形成、設(shè)計到制造全過程的三維可視及交互的環(huán)境，使制造技術(shù)走出主要依賴于經(jīng)驗的狹小天地，發(fā)展到全方位預(yù)報的新階段。
虛擬制造以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，借助于虛擬環(huán)境中獲取的各種信息，在產(chǎn)品設(shè)計或制造系統(tǒng)的建造實現(xiàn)之前，就能使人體驗到未來產(chǎn)品裝配的性能或者裝配系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以做出預(yù)見性的決策與優(yōu)化實施方案。它集成和綜合了可運行制造的環(huán)境:包括各種分析工具、仿真工具、應(yīng)用工具、控制工具、信息模型、設(shè)備、組織協(xié)同工作的方法等，用來改善從裝配產(chǎn)品的概念設(shè)計到動態(tài)仿真到回收利用的各個階段。
二、虛擬制造的相關(guān)技術(shù)和支持
虛擬制造系統(tǒng)是各制造功能的虛擬集成，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括:虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品主模型技術(shù):主模型是一個核心，能以此為中心通向設(shè)計、制造和生產(chǎn)管理等各個環(huán)節(jié)并為其提供服務(wù)。主模型具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它是一個可視化的數(shù)字產(chǎn)品模型，具有所代表的對象所具有的各種性能和特征，并能并行地處理設(shè)計分析、加工制造、生產(chǎn)組織與調(diào)度等各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)所面臨的諸多問題。
綜合可視化技術(shù):主要包括計算機可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)。現(xiàn)實制造系統(tǒng)與虛擬制造系統(tǒng)之間的映射，虛擬設(shè)備、虛擬傳感器、虛擬單元、虛擬生產(chǎn)線、虛擬車間、和虛擬工廠的建立，以及各種虛擬設(shè)備的重用性和重組性技術(shù)。
虛擬制造系統(tǒng)集成開發(fā)平臺的體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)件庫及用戶開發(fā)環(huán)境。
虛擬環(huán)境下分布式并行處理的分布式智能協(xié)同求解模型。
虛擬公司的組織、調(diào)度及控制策略與技術(shù)。 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:可視化、真實、直觀地再現(xiàn)主觀產(chǎn)品與客觀制造過程。基本環(huán)境:增強可視化和其它虛擬制造功能的集成系統(tǒng)。
