Introducción
Junto con la mundialización económica y la tecnología sociedad de la información, aumentar la competencia, la competencia de productos de la competencia de precios se ha transformado de la tradicional competencia de las condiciones técnicas, los productos de alta tecnología en el mercado general, la innovación es el alma del desarrollo empresarial. Con el fin de adaptarse a los cambios del mercado nuevo, las empresas deben estar inscritos en la velocidad más rápida, mejor calidad, menor costo y mejor servicio para satisfacer las necesidades de los diferentes usuarios. La cara del desarrollo impredecible, sostenible, rápida evolución de la demanda de mercado, actividades de producción de las empresas deben tener un alto grado de flexibilidad, los cambios en la demanda del mercado de respuesta rápida. Con este fin, la exploración de nuevo diseño y la fabricación es el medio más importante de la supervivencia del negocio.
Con el rápido desarrollo de tecnología de la información, hay algunos diseño avanzado y tecnología de fabricación, diseño y tecnología de fabricación, el desarrollo moderno es la absorción continua de la ciencia y la tecnología modernas, diseño digital y la tecnología de fabricación, la funcionalidad, la inteligencia y la creación de redes. La tecnología virtual se ha convertido en el más activo de la tecnología de diseño de fabricación, su desarrollo, la promoción de la fabricación virtual (Vitrual Manufactura) de la formación y el desarrollo del diseño de productos mecánicos, procesamiento, análisis y organización de la producción y gestión de un virtual entorno de simulación, con lo que el equipo de "organizaciones" y "lograr" la producción, en la producción efectiva antes de que el producto puede ser evaluado en áreas como la fabricación, para asegurar una exitosa producción, reduciendo así los costes de producción, reducir el tiempo de comercialización, el rápido respuesta al mercado, mejorar la competitividad de las empresas.
1, el contenido y la clasificación de Manufactura Virtual
1.1 El significado de fabricación virtual
Con el rápido desarrollo de la tecnología de fabricación, también tiene la connotación de la fabricación de nuevos conocimientos, más completo. Fabricación está de acuerdo con la demanda del mercado, el uso de los conocimientos y habilidades, usando las herramientas, utilizando un método efectivo, y las materias primas en productos terminados al mercado en su conjunto. Virtual Manufacturing (Fabricación Vitrula VM) se refiere a la utilización de modelos informáticos de simulación para alcanzar y diseño de productos y tecnología de producción, tecnología de la información, la tecnología de simulación, tecnología de realidad virtual y las computadoras de alto rendimiento, red de alta velocidad para apoyar el grupo de equipos el grupo de coordinación, para lograr el diseño de productos, planificación de procesos, manufactura, análisis de rendimiento, control de calidad y gestión de procesos empresariales en todos los niveles y el control de la naturaleza del proceso de fabricación. "Fabricación virtual" Aunque no es el real de fabricación, pero se dio cuenta de la naturaleza del proceso real de fabricación, que en el diseño del producto o de fabricación del sistema antes de la realización física, podemos a través del modelo para simular y predecir la forma del producto futuro, la función, el rendimiento y la capacidad de procesamiento y otros posibles problemas, que pueden hacer hacia el futuro la toma de decisiones y optimizar la aplicación del programa, por lo que el desarrollo de la tecnología de fabricación para el período de predicción completa. de fabricación virtual es la fabricación real de la naturaleza de la aplicación informática, es una variedad de tecnología asistida por ordenador para el ciclo de vida del producto de uso integrado y completo.
Con la fabricación real del material, la información, función de conversión de energía, es decir, los insumos de materia prima, producción, información, energía eléctrica y otros, para producir los productos requeridos y la información relacionada con el producto. de fabricación virtual es la producción real de "sustancia" y "energía" de la información, el sistema de producción real de la información y la tecnología de la información a ser "material" y "energía" para lograr y la producción real La información sobre el intercambio equivalente de fabricación virtual, no mientras que los productos los productos reales, pero generó información sobre los productos e información de productos de fabricación sea necesario.
1.2 Clasificación de fabricación virtual
de fabricación virtual y desarrollo de productos que participen tanto las actividades relacionados con la fabricación, pero también contiene las actividades de organización y gestión relacionadas con su negocio. De acuerdo con el ámbito de aplicación de los tipos de actividades y proyectos se pueden dividir en tres tipos de fabricación virtual: el diseño como el núcleo de la fabricación virtual, para producir el núcleo de la fabricación virtual, para controlar el centro de fabricación virtual.
1). Para el diseño del núcleo de fabricación virtual. Para diseñar una fabricación virtual como la información esencial de la industria presentará el proceso de diseño, usando la simulación para optimizar el diseño del producto, así que en la fase de diseño se puede realizar en partes o toda máquina para el análisis de fabricación, incluido el análisis de procesamiento, análisis termodinámico, cinética y Cinemática análisis. solución principal "producto diseñado es lo que" se trata a todos los aspectos de la simulación y la evaluación de desempeño del producto;
2). Para producir el núcleo de fabricación virtual. La producción será en el centro del modelo virtual de simulación de fabricación del proceso de producción se disuelve con el fin de evaluar y optimizar los procesos de producción a la evaluación rápida a bajo costo de las opciones diferentes de tecnología, de recursos planificación de necesidades, planificación de la producción. Principalmente para resolver "esta organización de la producción es razonable", las cuestiones a fin de simular el proceso de producción, una evaluación de cada plan de producción;
3). Para controlar el centro de fabricación virtual. Para controlar el núcleo de la tecnología de fabricación de simulación virtual será añadido al modelo de control y el procesamiento real, la realización de un control óptimo basado en simulación. El pleno aprovechamiento de la potencia del ordenador de control de la variedad tradicional de los instrumentos, las funciones de instrumentación digital, la optimización de la cadena de producción y otras actividades productivas de la organización y la simulación de gestión. Principalmente para resolver el "cómo control".
2, las características de fabricación virtual
En comparación con el real de fabricación, fabricación virtual tiene sus propias características:
1). Virtualización. de fabricación virtual no es real el proceso de fabricación, no produce el producto real, no el material real y el consumo de energía, a través de medios digitales para la simulación dinámica real del proceso de fabricación a darse cuenta de la naturaleza del proceso de fabricación;
2). Basado en el modelo digital de la integración. proceso de fabricación virtual depende del modelo, el modelo consiste en un modelo de producto, modelo de proceso, modelo de actividad y el modelo de recursos. Modelo digital a través del cual la integración de equipo del diseño de producto, fabricación, pruebas, montaje y otras operaciones, en lugar de hacer el prototipo tradicional de los reiterados cambios;
3). Para apoyar la manufactura ágil. Como todo el proceso de almacenamiento de información en el ordenador, el usuario necesita para cambiar o modificar rápidamente el diseño de mercado, la inversión rápida en la producción, puede reducir sustancialmente el tiempo necesario para desarrollar nuevos productos, mejorar la calidad y reducir los costos;
4). Distribución de la cooperación. Con las redes de computadoras, de fabricación virtual no puede sub en diferentes lugares, diferentes departamentos de los distintos profesionales que trabajan simultáneamente para el mismo producto, el intercambio, el intercambio de información, generación de documentos y la transmisión para reducir una gran cantidad de tiempo y errores, para que los productos el desarrollo de servicios más eficientes y de alta calidad, muy bajo costo para responder a los cambios del mercado;
5). Los resultados de simulación de alta confianza. de fabricación virtual es a través de la validación del modelo, la eficacia y otras técnicas de simulación para detectar productos de diseño u obra de la planificación de la producción, desarrollo de productos o la producción hace que una organización exitosa, por lo que realmente puede reflejar el objeto real.
3, las tecnologías clave de soporte de Virtual Manufactura
Virtual de fabricación entorno virtual a través de una variedad de acceso a la información, la integración y el medio ambiente de fabricación integrada que puede funcionar, que sirve para mejorar el montaje de productos de diseño de concepto a la simulación dinámica de todas las etapas. la tecnología de fabricación virtual abarca una muy amplia, como el medio ambiente de la tecnología, el proceso de extracción de características, infraestructura integrada, la arquitectura, la función de fabricación de integración de datos, multi-disciplinario de funciones cruzadas, herramientas de apoyo a la decisión, la tecnología de la interfaz, la realidad virtual, modelado y simulación y así sucesivamente. Después de los tres es la principal tecnología de fabricación virtual.
3.1 Realidad Virtual
Realidad Virtual (VR de Realidad Virtual) es la tecnología de los Estados Unidos Jaron Lanier propuso por primera vez en 1989, es decir, la tecnología es el ordenador directamente a la síntesis visual, la información auditiva y táctil y otros, y pronto por los órganos sensoriales humanos, el pueblo generan en torno a un entorno virtual en tres dimensiones. Para la gente, el mundo real y espacio virtual juntos, integrados entre sí para el intercambio de información y retroalimentación. la tecnología de realidad virtual, o construir un sistema por su característica más importante es la inmersión (inmersión), interactivas (interacción) y el concepto de (imaginación).
La utilización de realidad virtual sistemas gráficos, mostrar distintos y un dispositivo de interfaz de control, el ordenador genera un entorno virtual 3D interactivo. Sistema de Realidad Virtual (VRS) el software de interfaz hombre-máquina, plataformas virtuales de computación para conseguir componentes. VRS puede ser utilizado para la simulación dinámica del mundo real, a través de la entrada del usuario la interacción y los cambios de salida en tiempo de acuerdo con el entorno virtual, la gente tiene una idea del sentimiento de inmersión.
3,2 Modelado
sistema de fabricación virtual es un sistema de fabricación real en un mapa de entorno virtual, es el modelado realista de los sistemas de fabricación, la descripción formal y abstracta y dijo informatizado. de fabricación virtual sistema de modelado, incluyendo el modelo de producción, modelo de producto y modelo de proceso.
(1) modelo de producción. Puede ser clasificado en la descripción estático y dinámico de los dos aspectos descritos. descripción estática de la capacidad del sistema de producción y las características de la descripción, dada la posibilidad del diseño de producto, descripción dinámica de la descripción del estado del sistema de comportamiento dinámico y predecir todo el proceso de producción;
(2) Este modelo de producto. Modelo del producto del proceso de fabricación, una colección de varias entidades en el modelo de objetos. sistema virtual para el proceso de fabricación de productos de aplicación para todas las actividades de integración, debemos tener un modelo de producto completo, modelo de producto describe la información que incorpora tanto la estructura del producto y la forma de las características del producto, tales como información estática, también puede incluir comprobación de la interferencia , el análisis del comportamiento de información dinámica y así es capaz de asignar la aplicación de los productos abstracto y otros extraídos de toda la información necesaria para cada modelo de actividad;
(3) modelo de proceso. Influencia de los parámetros del proceso y las capacidades de fabricación del producto para vincular los atributos de diseño para reflejar el modelo de producción de la interacción entre los modelos y productos. modelo de proceso debe tener las siguientes características: la tecnología de simulación por ordenador, hojas de datos de fabricación, la fabricación de planificación, modelos estadísticos y los modelos físicos y matemáticos.
3.3 Simulación
Es la aplicación de simulación por ordenador de sistemas complejos a través de la abstracción y la simplificación de la realidad forma un modelo de sistema, basado en el análisis a continuación, ejecutar este modelo con el fin de obtener una serie de propiedades estadísticas del sistema. A medida que el modelo de simulación se basa en métodos de investigación para el objeto, por medio del poder de la computadora de procesamiento rápido, puede ser una simulación muy poco tiempo de la producción propiamente dicha tiene un largo ciclo de producción, lo que puede acortar el tiempo de la decisión, para evitar que los recursos financieros, humanos y de tiempo residuos, y pueden repetir la simulación, la aplicación de optimización.
Simulación de los pasos básicos son: sistema de estudio, recopilación de datos para crear un modelo de sistema * identificar el establecimiento del algoritmo de simulación de modelos de simulación * * Dios ejecutar salida del modelo de simulación y análisis. Virtual sistema de fabricación para el desarrollo de productos relacionados con la modelización del producto y la simulación, proceso de diseño de simulación de la planificación, la simulación del comportamiento real del proceso de producción, simulación de procesos de montaje, la simulación de proceso de pruebas para evaluar los resultados del diseño, la retroalimentación temprana para lograr el proceso de diseño, reducir o evitar errores de diseño.
4 Análisis de fabricación virtual Tecnología
En los últimos años, a pesar de la tecnología de fabricación virtual ha hecho una rápida evolución internacional, pero carecen actualmente de todo el proceso desde el diseño de productos, fabricación virtual de conducta de alto, encarnado en las siguientes áreas.
4,1 basado en la tecnología digital integrada modelo de producto se encuentra todavía en fase de concepto
(1) modelo CAD de la información contenida en el producto bajo. modelo CAD del proceso de diseño de producto se forma una gran cantidad de información (geometría de la no-geométricas) necesidad de registro en el que se trata de una importante fuente de datos. En la fabricación virtual, muchos modelos de análisis de necesidades para extraer la información correspondiente de modelos CAD. Sin embargo, el actual modelo de la geometría CAD entidades principalmente desde la perspectiva de describir el producto, lejos de ser una descripción exhaustiva de los productos, puede ofrecer muy poco intercambio de información;
(2) el actual modelo de CAD no pueden apoyar el concepto de diseño del producto. Nuevo diseño del producto para ir a través del diseño conceptual, diseño detallado, la planificación de procesos y fabricación de varios productos, mientras que el modelo CAD sólo es compatible con el diseño detallado del producto;
(3) la falta de mecanismo de reutilización de buena información sobre el producto. Dado que la corriente entre los productos de software diferentes solicitud de intercambio de datos es principalmente a través de una interfaz de datos dedicada para lograr esta conversión es una asignación sencilla de los datos del mismo problema, no puedan realizar la conversión automática de datos entre el modelo y derivados sin duda aumentó el desarrollo de la fabricación de productos virtuales complejidad.
Apoyo a la Innovación de Productos Herramientas 4.2 aún no está totalmente
(1) falta de un sistema de apoyo de diseño creativo. Innovación de productos es una ciencia integral, las nuevas tecnologías, nuevos materiales, apoyar la nueva tecnología. Entorno virtual de fabricación para el diseño innovador proporciona un mecanismo operativo bueno, pero un mayor desarrollo de sistemas innovadores de diseño organizacional de apoyo;
(2) la falta de conocimientos en combinación con las herramientas de fabricación virtual. El conocimiento puede crear productos innovadores y nuevas tecnologías, el conocimiento del producto orientado a la innovación. Sin embargo, como la representación del conocimiento y la organización de la complejidad y la importancia de la forma de fabricación virtual con el producto digital integrado es un problema a resolver;
(3) la falta de diseño de la forma interactiva y la integración de herramientas de fabricación virtual.
En la actualidad, la fabricación virtual es considerado el producto de las innovaciones más prometedoras. ¿Cómo resolver el posicionamiento global del producto, el diseño, introducción interactiva para dar forma a los productos virtuales de diseño y fabricación con integración orgánica se necesitan más estudios.
4,3 Productos de Tecnología Digital
(1) basada en el producto de gestión de datos (PDM) la integración de las cuestiones de software. producto digital es el núcleo de la tecnología PDM, en la actualidad, ha habido varias versiones de software PDM, pero la falta de estándares, el software resultante y otras aplicaciones de los temas de integración PDM sistema. En el entorno virtual, el profesional, el personal del departamento para trabajar en el modelo mismo producto, se debe resolver la integración con otras aplicaciones PDM;
(2) el desarrollo de productos virtuales, datos de productos sistema de organización. Virtual productos de desarrollo de producto generado un prototipo digital del árbol de la estructura del producto es necesario para reflejar la fase de diseño de la jerarquía de la construcción, la secuencia de montaje de productos, sino que también reflejan el proceso de producción, fabricación de prototipos pueden ser fabricados de acuerdo con el número de producto. Por lo tanto, el estudio del desarrollo de productos virtuales de productos para el sistema de organización de los datos es una necesidad práctica;
(3) y el modelo digital de datos de productos organización y gestión.
Productos, los productos digitales, incluyendo la creación de modelos numéricos y sus indicadores de desempeño relacionados, incluido el análisis estructural, análisis de la cinemática, el análisis dinámico, los resultados de análisis térmico, los productos constituyen la base teórica de los estereotipos, y para transformar el rendimiento. ¿Cómo hacer frente con eficacia a la organización y gestión de datos, de manera eficaz a las necesidades de fabricación virtual es el foco de investigación.
4.4 Proceso de fabricación métodos de simulación de modelos y técnicas
modelo de simulación basados en la física del proceso de fabricación se han utilizado ampliamente, pero los métodos de modelado y técnicas de modelización avance todavía.
(1) herramienta de mecanizado virtual que mejorar. En la actualidad, muchas de software comercial puede ser "maquinabilidad" de calificación, pero un gran número de investigaciones de fabricación virtual y necesidades de desarrollo a las herramientas de análisis virtual de procesos, tales como funciones de análisis de la transformación de sistema de corte por la fuerza de simulación, etc;
(2) la teoría básica de reunión virtual. Virtual virtual de fabricación con el análisis de la tolerancia y la tecnología de síntesis es también una falta de base teórica, en la generación de modelos y de las tolerancias estándar ISO, tolerancias geométricas de apoyo, hay muchos problemas, la necesidad urgente de abordar;
(3) la planificación de montaje proceso de ampliación de estudios. El actual proceso de montaje virtual de planificación basado en la existencia de serias limitaciones, se refieren principalmente a: considerar solamente la dirección de la traducción en el eje, el montaje de manera deportiva demasiado simple; sesgada hacia la geometría y la ingeniería de la utilización de los conocimientos semánticos que mejorar; secuencia de montaje Criterios de selección no son lo suficientemente extensa y uniforme;
(4) tecnología de pruebas virtuales. La aplicación exitosa de la prueba virtual es un "desarrollo de productos virtuales," la clave de la tecnología es esencial. Cuando todos los aspectos de la informatización, los aspectos de las pruebas y la eficacia se convierten en factores importantes que la eficiencia influencia.
5 Conclusión
Desde la propia fabricación de la fabricación "virtual" en la industria manufacturera internacional en la promoción de la tecnología de la información los cambios más significativos se produjeron. de fabricación virtual en los países industrializados como Estados Unidos, Alemania, Japón, etc, han sido diversos grados de una extensa investigación y aplicación. En China, la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Aeronáutica de Beijing disgusto del aire, Instituto Harbin de las unidades de enseñanza de la tecnología y otras investigaciones también ha realizado trabajos de investigación en esta área. La investigación actual se centra en aplicaciones de fabricación virtual se basa en la dirección del diseño de productos tridimensionales virtuales, simulación de procesos y simulación de montaje de productos para estudiar cómo generar productos con una alta fiabilidad del prototipo virtual, fase de diseño del producto para conseguir un mayor grado de confianza para predecir El diseño del rendimiento del producto final y de fabricación. Con profunda investigación y las tecnologías relacionadas continuar desarrollando fabricación virtual será más ampliamente utilizado.