虚拟制造的内涵

2015-4-1 07:50| 编辑:电工学习网| 查看: 3577| 评论: 0

如果将实际制造系统(RMS，Real Manufacturing System)抽象成由实际物理系统(RPS)，实际信息系统(RIS)，实际控制系统(RCS)组成的，可以简单标识为：
    RMS=｛RPS，RIS，RCS｝ RPS包括所有的制造物理实体，例如材料，机床，机器人，夹具，控制器等；RIS包括信息处理和决策，如调度、计划、设计。RIS通过RCS与RPS交换信息。
    那么，我们可以将实际制造系统映射到虚拟制造技术的虚拟制造系统，虚拟制造系统可以表示为：VMS=｛VPS，VIS，VCS｝，其中VPS是虚拟物理系统，VIS为虚拟信息系统，VCS是虚拟控制系统。
    按照与生产各个阶段的关系，有些文献将虚拟制造分成三类，即以设计为核心的虚拟制造(Design Centered VM)、以生产为核心的虚拟制造(Production Centered VM)和以控制为中心的虚拟制造(Control Centered VM)。
    以设计为核心的虚拟制造把制造信息引入到整个的设计过程，利用仿真来优化产品设计，例如DFX技术，通过“在计算机上制造”产生许多“软”样机；以生产为核心的虚拟制造是在生产过程模型中加入仿真技术，以此来评估和优选生产过程，例如组织与重组织技术；以控制为中心的虚拟制造是将仿真加到控制模型和实际处理中，可“无缝”地仿真使得实际生产优化。
    虚拟制造从根本上讲就是要利用计算机生产出“虚拟产品”，我们不难看出，虚拟制造技术是一个跨学科的综合性技术，它涉及到仿真、可视化、虚拟现实、数据继承、优化等领域。然而，目前还缺乏从产品生产全过程的高度开展对虚拟制造的系统研究。这表现在：
    ● 虚拟制造的基础是产品、工艺规划及生产系统的信息模型。尽管国际标准化组织花了很大精力去开发产品信息模型，但CAD开发者尚未采用它们；尽管工艺规划模型的研究已获得了一些进展和应用，但仍然没有一种综合的，可以集成于虚拟制造平台的工艺规划模型；生产系统能力和性能模型，以及其动态模型的研究和开发需要进一步加强。
    ● 现有的可制造性评价方法主要是针对零部件制造过程，因而面向产品生产过程的可制造性评价方法需要研究开发，包括各工艺步骤的处理时间，生产成本和质量的估计等。
    ● 制造系统的布局，生产计划和调度是一个非常复杂的任务，它需要丰富的经验知识，支持生产系统的计划和调度规划的虚拟生产平台需要拓展和加强。
    ● 分布式环境，特别是适应敏捷制造的公司合作，信息共享，信息安全性等方法和技术需要研究和开发，同时经营管理过程重构方法的研究也需加强。
    ● 虚拟制造环境缺乏统一的集成框架和体系。

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