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黑龙江农业工程职业学院 自动化学院 山颖 现代制造技术 第一章 现代制造技术概述 第二章 CAD、CAE、CAPP与CAM 第三章 数控技术 第四章 柔性制造 第五章 虚拟制造 第六章 快速原型制造 第七章 敏捷制造 第八章 CIMS:现代集成制造系统 第九章 智能制造与网络制造 第十章 激光技术 第十一章 绿色制造 第五章 虚拟制造 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 第二节 虚拟网络及对我国的制造业的影响 教学目标 应知:了解虚拟制造技术在制造业中的应用。 应会:通过网络了解虚拟制造技术新发展。 重点:虚拟制造技术对我国制造业的影响和作用。 难点:虚拟网络制造技术的工作过程。 第五章 虚拟制造 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 第二节 虚拟网络及对我国的制造业的影响 虚拟制造(VM)是对真实产品制造的动态模拟,是一种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。 它具有建模和仿真环境,使产品从生产过程、工艺计划、调度计划、后勤供应以及财会、采购和管理等一种集成的、综合的制造环境,在真实产品的制造活动之前,就能预测产品的功能以及制造系统状态,从而可以作出前瞻性的决策和优化实施方案。 一、虚拟制造VM 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 当今制造业正朝着精密化、自动化、柔性化、集成化、信息化和智能化的方向发展,随着这个趋势,诞生了许多先进制造技术和先进制造模式。 虚拟制造就是根据企业市场竞争的需求,在强调柔性和快速的前提下,美国80年代提出的,随着计算机技术和信息网络技术的发展,在90年代得到人们的重视,并获得迅速的发展。 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 虚拟制造是一种新的制造技术,它以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持。 虚拟制造技术涉及面很广,诸如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交驻功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。 其中后3项是虚拟制造的核心技术。 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 VMS的建模应包括:生产模型、产品模型和工艺模型的信息体系结构。 (1)生产模型——可归纳为静态描述和动态描述两个方面。 (2)产品模型——是制造过程中,各类实体对象模型的集合。目前产品模型描述的信息有产品结构明细表、产品形状特征等静态信息。所以虚拟制造下的产品模型不再是单一的静态特征模型,它能通过映射、抽象等方法提取产品实施中各活动所需的模型。 (3)工艺模型——将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来。工艺模型必须具备以下功能:计算机工艺仿真、制造数据表、制造规划、统计模型以及物理和数学模型。 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 1.建模技术 仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型,然后在分析的基础上运行此模型,从而得到系统一系列的统计性能。 仿真的基本步骤为:研究系统→收集数据→建立系统模型→确定仿真算法→建立仿真模型→运行仿真模型→输出结果并分析。 产品制造过程仿真,可归纳为制造系统仿真和加工过程仿真。 加工过程仿真,包括切削过程仿真、装配过程仿真,检验过程仿真以及焊接、压力加工、铸造仿真等。 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 2.仿真技术 虚拟现实技术是在为改善人与计算机的交互方式、提高计算机可操作性中产生的,它是综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备,在计算机上生成可交互的三维环境(称为虚拟环境)中提供沉浸感觉的技术。 由图形系统及各种接口设备组成,用来产生虚拟环境并提供沉浸感觉,以及交互性操作的计算机系统称为虚拟现实系统VRS。 虚拟现实系统包括操作者、机器和人机接口3个基本要素。使人产生身临其境的沉浸感觉。 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 3.虚拟现实技术VRT 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 首先在飞机、汽车等领域获得成功的应用 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 二、VM 在制造业中应用 虚拟企业建立,其中有一条最重要的原因是因为各企业本身无法单独满足市场需求,迎接市场挑战。 为了快速响应市场的需求,围绕新产品开发,利用不同地域的现有资源、不同的企业或不同地点的工厂,重新组织一个新公司。 虚拟企业的特征是: 1.虚拟企业 第一节 虚拟制造技术及其在制造业中的应用 ①企业地域分散化。 虚拟企业从用户订货、产品设计、零部件制造,以及总成装配、销售、经营管理都可以分别由处在不同地域的企业,按契约互惠互利联合协作,进行异地设计、异地制造、异地经营管理。 ②企业组织临时化。 虚拟企业是市场多变的产物。为了适应市场环境的变化,企业组织结构也要及时反映
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