虚拟制造技术ppt 虚拟制造技术名词解释

虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。

虚拟制造技术ppt 虚拟制造技术名词解释

虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型（Soft Prototype）代替传统的硬样品（Hard Prototype）进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。 虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。

虚拟现实（VR-virtual reality）,也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比，其主要特征是：操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。沉浸/临场感和实时

交互性是虚拟现实的实质性特征，对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益，与网络、多媒体并称为21世纪最具应用前景的三大技术。

虚拟制造技术的介绍

虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。

虚拟制造技术是由多学科先进知识形成的综合系统技术，其本质是计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程统一建模，在产品设计阶段实时地并行地模拟出产晶未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性，从而更有效更经济地更灵活地组织制造生产，使工厂和车间的设计与布局更合理更有效，以达到产品的开发周期最短、成本最低、设计质量最优、生产效率最高。

虚拟制造技术的内容：

(1)虚拟制造的理论体系；

(2)基于分布式并行处理环境下的虚拟制造系统的开放式体系结构；

(3)虚拟环境下的产品建模；

(4)虚拟设备、虚拟单元、虚拟生产线、虚拟车间、虚拟工厂、虚拟公司的建立，以及各种虚拟设备的重用性、重组性，企业经营过程重组，虚拟公司(动态联盟)的组织、调度及控制策略等；

(5)基于真实动画感的产品装配仿真、生产调度仿真、生产制造过程仿真、数控加工过程仿真等；

(6)虚拟环境下虚拟制造系统全局最优决策技术；

(7)虚拟环境下虚拟制造过程的人机、智能协同求解技术；

(8)虚拟制造系统的开发平台、软件工具、网络与通信等支持环境的建立和开发。

虚拟制造技术的效益：

1、提供关键的设计和管理决策对生产成本、周期和能力的影响信息，以便正确处理产品性能与制造成本、生产进度和风险之间的平衡，作出正确的决策；

2、提高生产过程开发的效率，可以按照产品的特点优化生产系统的设计；

3、通过生产计划的仿真，优化资源的利用，缩短生产周期，实现柔性制造和敏捷制造；

4、可以根据用户的要求修改产品设计，及时作出报价和保证交货期。

在VMT的关键技术中，除了上述高性能计算机系统软硬件设备之外，还包括实时三维图形系统和虚拟现实交互技术。利用实时三维图形系统，可以生成有逼真感的图形，图像具有三维全彩色、明暗、纹理和阴影等特征。虚拟现实是一种交互式的先进的计算机显示技术，双向对话是它的一种重要工作方式。就虚拟现实交互技术而言，人是主动的，具有参与性，而不再是观众，有时甚至还充当主人的角色。

虚拟制造系统是基于虚拟制造技术实现的制造系统，是现实制造系统在虚拟环境下的映射。由虚拟信息系统和虚拟物理系统构成。虚拟信息系统利用计算机信息系统模拟现实信息系统的设计、规划、调度、控制、评估等活动。虚拟物理系统利用计算机信息系统模拟现实物理系统的制造过程和制造活动。

虚拟制造系统的内容：

虚拟制造系统是企业根据市场需求作出经营决策，充分利用企业内部人力、物力、技术资源，进行合理调配，发挥各自的优势而组织的。利用多学科综合技术，在计算机网络上模拟出产品整个制造过程，对产品设计，加工制造、生产管理及调度、销售、服务等作出综合评价。因此，虚拟制造系统应由以下几方面组成。

(1)相关理论、制造知识和智能求解；

(2)决策机制：包括经营决策、生产决策、产品决策等；

(3)产品设计、工艺设计、制造的综合建模；

(4)计算机仿真制造活动：包括设计、工艺设计、加工、装配等；

(5)计算机仿真评价：包括产品性能分析与评价、制造可行性分析与评价、制造质量分析与评价，技术经济(成本)分析与评价、效益／风险分析与评价等；

(6)虚拟制造支持环境：分布式数据库系统、计算机系统、计算机网络与通信系统、虚拟现实与多媒体环境，集成框架、并行工程框架等。

虚拟制造 在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的形势下，制造业的经营战略发生了很大变化，在30～60年代企业追求的是规模效益，如：美国福特汽车公司、通用汽车公司相继采用刚性流水线进行大批量生产；70年代更加重视降低生产成本，如：日本丰田公司采用准时化生产；80年代提高产品质量成为主要目标；进入90年代新产品开发及交货期成为竞争的焦点。由此产生了多种多样的制造哲理，如：精益生产、并行工程、敏捷制造和虚拟制造等，它们各有侧重，从不同角度研究如何增强企业的竞争力。而虚拟制造技术是制造技术与仿真技术相结合的产物。 虚拟现实（Virtual Reality）技术是使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成或创造出人能够感知的环境或现实，使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境。基于虚拟现实技术的虚拟制造（Virtual Manufacturing）技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成，它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。其目的是在产品设计阶段，借助建模与仿真技术及时地、并行地、模拟出产品未来制造过程乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，预测、检测、评价产品性能和产品的可制造性等等。从而更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。 虚拟制造也可以对想象中的制造活动进行仿真，它不消耗现实资源和能量，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远影响，它的重大作用主要表现为： ●运用软件对制造系统中的五大要素（人、组织管理、物流、信息流、能量流）进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。 ●可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。 ●在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确作出决策有不可估量的影响。例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测，及时发现问题并改进现实制造过程。 ●虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用，虚拟制造也会产生类似的作用。例如：可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。 虚拟制造技术的研究内容是极为广泛的，除了虚拟现实技术涉及的共同性技术外，虚拟制造领域本身的主要研究内容有： ●虚拟制造的理论体系； ●设计信息和生产过程的三维可视化； ●虚拟制造系统的开放式体系结构； ●虚拟产品的装配仿真； ●虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。 一般来说，虚拟制造的研究都与特定的应用环境和对象相联系，由于应用的不同要求而存在不同的侧重点，因此出现了三个流派，即以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。 虚拟制造技术的广泛应用将从根本上改变现行的制造模式，对相关行业也将产生巨大影响，可以说虚拟制造技术决定着企业的未来，也决定着制造业在竞争中能否立于不败之地。 虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出现时，组织几个有关公司联作，把不同的公司，不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优，能否协调运行，以及投产后的效益和风险进行评估，这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行，包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大，美国称AM为21世纪制造业发展战略。 虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。 虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型（Soft Prototype）代替传统的硬样品（Hard Prototype）进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。 虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。

虚拟制造技术的的关键技术有哪些？ 答：虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控

制能力。

以设计为中心的虚拟制造:优化产品设计、工艺设计、加工方案评价

以生产为中心的虚拟制造：优化资源、选择评价工艺、验证新工艺

以控制为中心的虚拟制造:优化车间控制、优化制造过程

试阐述虚拟制造的体系结构是什么？

试阐述虚拟制造的体系结构，

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，Virtual Enterprise)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。