VM体系结构及环境

2015-4-1 07:50| 编辑:电工学习网| 查看: 4081| 评论: 0

从产品生产的全过程来看，“虚拟制造”应包括产品的“可制造性”、“可生产性”和“可合作性”。所谓“可制造性”是指所设计的产品(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”是指在企业已有资源(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；虚拟制造技术的发展，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。
    基于上述思想，国家CIMS工程技术研究中心根据先进制造技术发展的要求，正在着手建立虚拟制造研究基地。该基地建立了以下虚拟制造技术体系结构：
    ⑴ 虚拟制造平台
    该平台支持产品的并行设计、工艺规划、加工、装配及维修等过程，进行可制造性(Manufacturability)分析(包括性能分析、费用估计、工时估计等)。它是以全信息模型为基础的众多仿真分析软件的集成，包括力学、热力学、运动学、动力学等可制造性分析，具有以下研究环境：
    ● 基于产品技术复合化的产品设计与分析，除了几何造型与特征造型等环境外，还包括运动学、动力学、热力学模型分析环境等；
    ● 基于仿真的零部件制造设计与分析，包括工艺生成优化、刀具设计优化、刀位轨迹优化、控制代码优化等；
    ● 基于仿真的制造过程碰撞干涉检验及运动轨迹检验、虚拟加工、虚拟机器人等；
    ● 材料加工成形仿真，包括产品设计，加工成形过程温度场、应力场、流动场的分析，加工工艺优化等；
    ● 产品虚拟装配，根据产品设计的形状特征，精度特征，三维真实地模拟产品的装配过程，并允许用户以交互方式控制产品的三维真实模拟装配过程，以检验产品的可装配性。
    ⑵ 虚拟生产平台
    该平台将支持生产环境的布局设计及设备集成、产品远程虚拟测试、企业生产计划及调度的优化，进行可生产性(Producibility)分析。
    ※虚拟生产环境布局
    根据产品的工艺特征，生产场地，加工设备等信息，三维真实地模拟生产环境，并允许用户交互地修改有关布局，对生产动态过程进行模拟，统计相应评价参数，对生产环境的布局进行优化。
    ※虚拟设备集成
    为不同厂家制造的生产设备实现集成提供支撑环境，对不同集成方案进行比较。
    ※虚拟计划与调度
    根据产品的工艺特征，生产环境布局，模拟产品的生产过程，并允许用户以交互方式对生产过程进行动态调度，统计有关评价参数，以找出最满意的生产作业计划与调度方案。
    ⑶虚拟企业平台
    被预言为21世纪制造模式的敏捷制造，利用虚拟企业的形式，以实现劳动力、资源、资本、技术、管理和信息等的最优配置，这给企业的运行带来了一系列新的技术要求。虚拟企业平台为敏捷制造提供可合作性分析支持。
    ※虚拟企业协同工作环境
   支持异地设计、异地装配、异地测试的环境，特别是基于广域网的三维图形的异地快速传送、过程控制、人机交互等环境。
    ※虚拟企业动态组合及运行支持环境，特别是Internet与Intranet下的系统集成与任务协调环境。
    (4) 基于PDM的虚拟制造平台集成
    虚拟制造平台应具有统一的框架、统一的数据模型，并具有开放的体系结构。
    ① 支持虚拟制造的产品数据模型
    提供虚拟制造环境下产品全局数据模型定义的规范，多种产品信息(设计信息、几何信息、加工信息、装配信息等)的一致组织方式的研究环境。
    ② 基于产品数据管理(PDM)的虚拟制造集成技术
    提供在PDM环境下，“零件/部件虚拟制造平台”、“虚拟生产平台”、“虚拟企业平台”的集成技术研究环境。
    ③ 基于PDM的产品开发过程集成
    提供研究PDM应用接口技术及过程管理技术，实现虚拟制造环境下产品开发全生命周期的过程集成。

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