Introduction
Parallèlement à la mondialisation économique et de la technologie de la société de l'information, accroître la concurrence, la concurrence des prix des produits de la concurrence a été transformé à partir d'un traditionnel concours de leur contenu technique, des produits high-tech sur le marché grand public, l'innovation est l'âme du développement de l'entreprise. Afin de s'adapter aux changements de nouveaux marchés, les entreprises doivent être cotées à la vitesse la plus rapide, meilleure qualité, coût le plus bas et le meilleur service pour répondre aux besoins des différents utilisateurs. Le face à des demandes imprévisibles du marché, le développement durable et en rapide évolution, la société de production doit avoir 高度 souples, des paires de changements dans la demande du marché de réaction rapide. À cette fin, d'explorer la nouvelle conception et de fabrication est le moyen le plus important de la survie de l'entreprise.
Avec le développement rapide des technologies de l'information, il ya des avancées de conception et de la technologie de fabrication, design moderne et le développement des technologies de fabrication est de continuellement absorber la science moderne et de la technologie, de conception numérique et de la technologie de fabrication, la fonctionnalité, l'intelligence et le réseautage. la technologie Virtual est devenue la plus active de la technologie de conception de fabrication, son développement, la promotion de la fabrication virtuelle (Vitrual fabrication) de la formation et le développement de la conception de produits mécaniques, traitement, analyse et production organisation et la gestion d'une bibliothèque virtuelle environnement de simulation à l'ordinateur aux "organisations" et "réalisation" de la production, la production effective Qian sur les produits pour la fabrication de Deng Fangmianjinxing Gu Ping, d'assurer la production Yici succès et de faibles coûts de production, réduire les délais de commercialisation, Kuaisu réponse au marché, et améliorer la capacité concurrentielle des entreprises.
1, le contenu et la classification de la fabrication virtuelle
1.1 Le sens de fabrication virtuelle
Avec le développement rapide de la technologie de fabrication, elle a aussi la connotation de la fabrication de nouveaux, mieux comprendre. La fabrication est en conformité avec la demande du marché, l'utilisation des connaissances et des compétences, en utilisant des outils, en utilisant une méthode efficace, et des matières premières en produits finis sur le marché dans son ensemble. Virtual Manufacturing (Fabrication Vitrula VM) se réfère à l'utilisation de modèles informatiques de simulation et de réaliser la conception des produits et technologies de production, technologie de l'information, la technologie de simulation, de la technologie de réalité virtuelle et l'informatique haute performance, réseau à grande vitesse pour soutenir le groupe d'ordinateurs Groupe de coordination, de parvenir à la conception des produits, processus de planification, de la fabrication, l'analyse des performances, contrôle de la qualité et la gestion des processus d'affaires à tous les niveaux et contrôler la nature des processus de fabrication. "Fabrication virtuelle" Bien que ce n'est pas la fabrication proprement dite, mais se rend compte de la nature du processus de fabrication proprement dite, qui, dans la conception ou de fabrication du système avant la réalisation physique, nous pouvons à travers le modèle pour simuler et de prévoir la forme du produit à venir, la fonction, la performance et la capacité de traitement et d'autres problèmes éventuels, ce qui peut rendre prospectives de prise de décision et d'optimiser la mise en œuvre du programme, de sorte que le développement des technologies de fabrication pour la période de prévision complète. fabrication virtuelle est la nature réelle du secteur manufacturier dans la mise en œuvre par ordinateur, il ya toutes sortes de technologies assistées par ordinateur pour le cycle de vie du produit de l'utilisation globale et intégrée.
Avec la fabrication même du matériau, de l'information, la fonction de conversion d'énergie, qui est, apports de matières premières, la production, de l'information, l'électricité et autres sources d'énergie, pour produire les produits requis et information relative au produit. fabrication virtuelle est la production réelle de «substance» et «énergie» de l'information, le système de production réelle de l'information et technologie de l'information doit être «matériel» et «énergie» à atteindre et la production effective Information relative à l'échange équivalent de fabrication virtuelle tout en n'étant pas des produits réels, mais il produit des informations sur les produits et informations sur les produits de fabrication nécessaires.
1.2 Classification de la fabrication virtuelle
fabrication virtuelle et le développement de produits, impliquant à la fois les activités liés à la fabrication, mais contient également les activités organisationnelles et de gestion liés à son activité. Selon le champ d'application des types d'activités et les projets peuvent être divisés en trois types de fabrication virtuelle: la conception que le noyau de la fabrication virtuelle, pour produire la base de la fabrication virtuelle, le contrôle de la base de la fabrication virtuelle.
1). Pour la conception de la base de la fabrication virtuelle. Pour concevoir une fabrication virtuelle que les renseignements sur la fabrication de base seront en place le processus de conception, en utilisant la simulation pour optimiser la conception des produits, donc dans la phase de conception peuvent être réalisés sur une partie ou à la machine de fabrication des fins d'analyse, y compris l'analyse traitement, l'analyse thermodynamique, cinétique et analyse cinématique. solution principale "conçu ce produit est" question à tous les aspects de la simulation la performance des produits et l'évaluation;
2). Pour produire la base de la fabrication virtuelle. La production sera au cœur du modèle de simulation de la fabrication virtuelle du processus de production se dissolvaient dans le but d'évaluer et d'optimiser les processus de production à l'évaluation rapide à faible coût de différentes options technologiques, plan de ressources exigences de planification de la production. Principalement pour résoudre "cette organisation de la production est raisonnable», les questions afin de simuler le processus de production, une évaluation de chaque plan de production;
3). Pour contrôler la base de la fabrication virtuelle. Pour contrôler le noyau de la technologie de simulation de fabrication virtuelle sera ajouté au modèle de contrôle et le traitement proprement dit, la réalisation de la commande optimale basée sur la simulation. utiliser pleinement la puissance de l'ordinateur de contrôle de la variété traditionnelle des instruments, les fonctions de l'instrumentation numérique, optimisation de la chaîne de production et autres activités de production de l'organisation et la simulation de gestion. Principalement pour résoudre la «façon de contrôle».
2, les caractéristiques de fabrication virtuelle
Par rapport à la fabrication proprement dite, la fabrication virtuelle a ses propres caractéristiques:
1). Virtualisation. fabrication virtuelle n'est pas le véritable processus de fabrication, ne produit pas le produit proprement dit, pas le matériel réel et la consommation d'énergie par des moyens numériques pour la simulation réelle dynamique du processus de fabrication pour atteindre l'essence même du processus de fabrication;
2). Basé sur le modèle numérique de l'intégration. processus de fabrication virtuelle dépend du modèle, un modèle lié à un modèle de produit, modèle de processus, modèle d'activité et le modèle de ressources. Grâce à ces modèles numériques en informatique intégré pour réaliser la conception du produit, fabrication, essais, l'assemblage et les autres opérations, plutôt que de faire le prototype traditionnelle des changements répétés;
3). Afin de soutenir la fabrication agile. Comme l'ensemble du processus de stockage d'informations dans l'ordinateur, l'utilisateur doit changer ou marché de la conception rapidement modifié, l'investissement dans la production rapide, peut réduire considérablement le temps de développer de nouveaux produits, améliorer la qualité et réduire les coûts;
4). Distribution de la coopération. Avec les réseaux informatiques, la fabrication virtuelle ne peut pas sous dans des endroits différents, les différents ministères des différents professionnels de travailler simultanément avec un modèle de produit, les échanges mutuels, le partage d'information, de réduire le grand nombre de génération de documents et délais de livraison et d'erreurs, de sorte que les produits développement des plus efficaces, de haute qualité, faible coût de manière à répondre aux changements du marché;
5). Les résultats des simulations du degré de confiance élevé. fabrication virtuelle à travers le modèle, l'efficacité et autres techniques de simulation afin de détecter la conception du produit ou le développement de la planification de la production, permettant le développement ou la production d'une bonne organisation, il peut vraiment tenir compte de la Shijiduixiang.
Touche 3 technologies à l'appui de la fabrication virtuelle
Environnement virtuel de fabrication virtuelle par le biais d'une variété d'accès à l'information, l'intégration et de l'environnement de fabrication intégrée qui peut fonctionner, servir à améliorer l'assemblage de produits de la conception à la simulation dynamique de toutes les étapes. technologies de fabrication virtuelle couvre une très large, tels que l'environnement de la technologie, le processus de l'extraction de caractéristiques, de l'infrastructure intégrée, l'architecture, la fabrication fonctionnalité d'intégration de données, multi-disciplinaire de la Croix-fonctionnelle, outils d'aide à la décision, une technologie d'interface, la réalité virtuelle, modélisation et simulation et ainsi de suite. Après les trois d'entre eux est la technologie de base de la fabrication virtuelle.
3,1 Réalité Virtuelle
Réalité Virtuelle (RV Réalité Virtuelle) est la technologie aux États-Unis, Jaron Lanier d'abord proposé en 1989, ce qui signifie que la technologie est l'ordinateur directement à l'visuels, la synthèse des informations auditives et tactiles et autres, et invite les organes des sens pour l'homme, chez l'homme généré autour d'un environnement virtuel en trois dimensions. Pour les gens, le monde réel et espace virtuel ensemble, intégrées les unes aux autres pour échanger des informations et des commentaires. la technologie de réalité virtuelle ou d'un système construit par son aspect le plus important est l'immersion (immersion), interactifs (interaction) et le concept de (Imagination).
L'utilisation de systèmes virtuels infographie réalité, l'exposition et l'appareil interface de commande, l'ordinateur génère un environnement virtuel en 3D interactive. Virtual Reality System (VRS) par l'interface homme-machine, des logiciels, technologies, plates-formes informatiques virtuels pour réaliser des composants. VRS peut être utilisé pour la simulation dynamique du monde réel, grâce à la contribution interaction avec l'utilisateur et les variations de production dans le temps en fonction de l'environnement virtuel, les gens ont une idée du sentiment d'immersion.
3.2 Modélisation
système de fabrication virtuelle est un système de production réel dans un environnement virtuel la carte, est la modélisation réaliste des systèmes de fabrication, la description formelle et abstraite et dit informatisé. Virtual fabrication de systèmes de modélisation Baokuo le modèle de production, modèle de produit et le modèle de processus.
(1) modèle de production. Peuvent être classés dans la description statique et dynamique des deux aspects décrits. description statique de la capacité du système de production et les caractéristiques de la description, étant donné la possibilité de la conception du produit; description dynamique de la description d'état du système de comportement dynamique, puis de prédire l'ensemble du processus de production;
(2) de modèle du produit. modèle de produit du processus de fabrication, une collection d'entités différentes dans le modèle objet. système de fabrication virtuelle pour le processus de mise en œuvre pour rendre l'intégration de produits de toutes les activités, il doit avoir un modèle de produit complet, le modèle produit qui intègre à la fois les renseignements décrits dans la structure du produit, les caractéristiques de la forme du produit de l'information statique, comprend aussi contrôle de l'interférence peut être réalisée , l'analyse des performances de l'information dynamique et ainsi de suite, c'est la capacité de la carte, la mise en œuvre des produits abstrait et d'autres extraits de toutes les informations requises pour chaque modèle d'activité;
(3) modèle de processus. Affectera le processus de fabrication des paramètres et des fonctions de lier la conception du produit afin de refléter les attributs du modèle de production et l'interaction entre le modèle de produit. modèle de processus doit avoir les caractéristiques suivantes: la technologie de simulation par ordinateur, fabrication de feuilles de données, de la fabrication de planification, des modèles statistiques et les modèles physiques et mathématiques.
3.3 Simulation
Est-ce l'application de la simulation informatique des systèmes complexes à travers l'abstraction et la simplification de la forme la réalité un modèle de système, basé sur l'analyse, puis exécutez ce modèle afin d'obtenir une série de propriétés statistiques du système. Comme le modèle de simulation est basée sur des méthodes de recherche de l'objet, par le biais de la puissance de l'ordinateur de traitement rapide, peut être une simulation en temps très court de la production effective a un cycle de production long, ce qui peut raccourcir le temps de décision, afin d'éviter les ressources financières, humaines et de temps déchets, et peuvent répéter la simulation de mise en œuvre d'optimisation.
Simulation des étapes de base sont les suivants: système d'étude, de collecte de données pour créer un modèle de système * d'identifier l'établissement de l'algorithme de simulation du modèle de simulation * Dieu * sortie du modèle exécution de la simulation et l'analyse. système de fabrication virtuelle pour le développement de produits implique la modélisation des produits et la simulation, la simulation de planification conception de processus, le processus de production de simulation de comportement et de la simulation processus d'assemblage, de simulation de procédés et de tester d'autres, Yipian sur le Jinhangpingjia design Jie Guo, les informations Zaoqi pour réaliser le processus de conception et de réduire ou d'éviter erreur de conception de produits.
4 Analyse des technologies de fabrication virtuelle
Malgré la technologie de fabrication virtuels, ces dernières années a atteint rapide développement international, mais ne disposent pas actuellement l'ensemble du processus de conception de produits, de fabrication virtuelle d'un degré élevé de conduite, incarnée dans les domaines suivants.
4.1 Sur la technologie intégrée de produit, modèle numérique est encore dans le concept de phase
(1) modèle CAO de la teneur en information d'un produit est trop basse. des modèles de CAO dans le processus de conception du produit est formé, beaucoup d'informations (géométrie de la non-géométrique) besoin d'enregistrer dans laquelle, il est une source de données importante. Dans la fabrication virtuelle, de nombreux modèles d'analyse nécessaire pour extraire à partir du modèle CAO de l'information appropriée. Toutefois, les entités actuelles CAD géométrie du modèle essentiellement du point de vue de décrire le produit, loin d'être une description complète de produits, peuvent fournir trop peu de partage de l'information;
(2) le modèle existant CAD ne peut pas soutenir le concept de la conception du produit. Produits, à concevoir de nouveaux à passer par des plans de conception, conception détaillée, le processus de planification et de la fabrication de plusieurs produits, alors que le modèle CAO prend uniquement en charge la conception détaillée des produits;
(3) l'absence de mécanisme de réutilisation des produits de bonnes informations. Depuis le courant entre les différents produits logiciels d'application pour l'échange de données se fait essentiellement via une interface de données dédiée à la réalisation de cette conversion est une application simple de données le même problème, ne parvient pas à la conversion automatique des données entre le modèle et tiré aucun doute augmenté la mise au point de fabrication virtuelle de produits complexité.
4.2 Outils soutien à l'innovation de produit ne sont pas encore pleinement
(1) l'absence de système de soutien à la création design. Innovation de produit est une science complète, les nouvelles technologies, nouveaux matériaux, utilisation des nouvelles technologies. environnement de fabrication virtuelle pour la conception innovante offre un bon mécanisme de fonctionnement, mais poursuite du développement des systèmes organisationnels de soutien innovants de conception;
(2) le manque de connaissances associées à des outils de fabrication virtuelle. La connaissance peut créer des produits innovants et de nouvelles technologies, la connaissance des produits orientés vers l'innovation. Toutefois, comme la représentation des connaissances et l'organisation de la complexité et l'importance de la façon dont la fabrication virtuelle avec le produit numérique intégré est un problème à résoudre;
(3) le manque de forme de conception interactive et l'intégration des outils de fabrication virtuelle.
À l'heure actuelle, la fabrication virtuelle est considérée comme le produit des innovations les plus prometteuses. Comment résoudre le positionnement global du produit, la conception, l'introduction interactive à la forme d'un produit de conception et de fabrication virtuels avec organiquement intégrer des études supplémentaires sont nécessaires.
4.3 Produits de la technologie numérique
(1) fondée sur la gestion des données produits (PDM) l'intégration des questions d'autres logiciels. produit numérique est au cœur de la technologie de PDM, actuellement, il ya eu différentes versions de logiciels PDM, mais l'absence de normes, le logiciel en résultant et d'autres applications des problèmes d'intégration de systèmes PDM. Dans l'environnement virtuel, le professionnel, le personnel du service de travailler sur le même modèle, doit être résolue d'intégration PDM avec d'autres applications;
(2) le développement de produits virtuels, système d'organisation de données de produits. produits de développement de produits virtuels générés sous forme de prototype numérique de l'arbre de la structure du produit il est nécessaire de tenir compte de la phase de conception de la hiérarchie de la construction, la séquence d'assemblage de produits, mais aussi tenir compte du processus de production, la fabrication de prototypes peuvent être fabriqués sous le numéro de produit. Par conséquent, l'étude du développement de produit virtuel de produits pour l'organisation des données système est une nécessité pratique;
(3) modèle numérique de données de produits organisation et la gestion.
Produits, les produits numériques, y compris la création de modèles numériques et de ses indicateurs de performance, y compris l'analyse structurale, analyse cinématique, analyse dynamique, des résultats d'analyse thermique, les produits constituent la base théorique de stéréotypes, et de transformer la performance. Comment lutter efficacement contre l'organisation et la gestion des données, de manière efficace aux besoins de fabrication virtuelle est au centre de recherche.
4.4 Méthodes de fabrication processus de modélisation et de simulation techniques
modèle de simulation basée sur la physique du processus de fabrication ont été largement utilisés, mais les méthodes de modélisation et des techniques de modélisation encore percée.
(1) des outils d'usinage virtuel à être améliorée. À l'heure actuelle, de nombreux logiciels commerciaux peuvent être "usinabilité" de notation, mais un grand nombre de recherche en fabrication virtuelle et besoins de développement à l'analyse des processus d'outils virtuels, tels que des fonctions d'analyse à la transformation du système de coupe de simulation vigueur, etc;
(2) la théorie de base du montage virtuel. Virtual fabrication virtuelle à l'analyse de tolérance et de la technologie de synthèse est aussi un manque de fondement théorique, dans la génération du modèle et les tolérances standard ISO et des tolérances géométriques de l'appui de nombreux problèmes, qu'il est urgent de remédier;
(3) processus de planification de l'assemblage d'une étude ultérieure. Le processus d'assemblage virtuel en cours de planification basée sur la recherche des limites importantes, il s'agit principalement des: ne considérer que la direction de translation le long de l'axe, l'Assemblée de l'exercice Mode est trop simple; l'accent sur la géométrie, ingénierie de la connaissance sémantique de l'utilisation qui sera renforcé; séquence d'assemblage Les critères de sélection ne sont pas assez large et uniforme;
(4) la technologie et les tests virtuels. Une application réussie de l'essai virtuel est un "développement de produit virtuel», la clé de la technologie est essentielle. Lorsque tous les aspects de l'informatisation, les aspects les tests et l'efficacité devenus des facteurs importants qui influent sur l'efficacité.
5 Conclusion
De la fabrication même de la fabrication "virtuelle" dans l'industrie manufacturière internationale dans la technologie de l'information conduit les changements les plus importants se sont produits. fabrication virtuelle dans les pays industrialisés comme les Etats-Unis, Allemagne, Japon, etc, ont été des degrés divers, de nombreuses recherches et l'application. En Chine, l'avion l'Université de Tsinghua, Beijing University of Aeronautics fatigué, Harbin Institute of Technology et d'autres recherches et l'unité d'enseignement a également mené des recherches dans ce domaine. La recherche actuelle se concentre sur les applications de fabrication virtuelle est basée sur l'orientation de la conception du produit virtuel en trois dimensions, la simulation et simulation des procédés de montage du produit à étudier la façon de générer des produits avec une grande fiabilité du prototype virtuel, la conception du produit pour atteindre un plus haut degré de confiance à prévoir La performance du produit final conception et la fabrication. A la recherche de profondeur constante et services connexes, la fabrication virtuelle sera plus largement utilisé.