Introduzione
Insieme con la globalizzazione economica e della società dell'informazione, sempre più competitivo mercato, la concorrenza prezzo del prodotto è la concorrenza di contenuto tecnico nella tradizionale competitivi, prodotti di alta tecnologia nel mercato mainstream, l'innovazione è l'anima del development enterprise. Al fine di adeguare a nuovi cambiamenti del mercato, le aziende devono be quotate in the velocità più veloce, best quality, lowest cost and service migliore per soddisfare le esigenze dei diversi users. Il volto di imprevedibile, lo sviluppo sostenibile, la rapida evoluzione della domanda del mercato, le attività produttive delle imprese devono avere un alto grado di flessibilità, della domanda del mercato risposta rapida. A tal fine, esplorando nuovo design e produzione è il più importante mezzo di sopravvivenza delle imprese.
Con il rapido sviluppo della tecnologia dell'informazione, ci sono alcuni and progettazione avanzata tecnologia di produzione, design moderno e lo sviluppo delle tecnologie di produzione è quella di assorbire continually scienza moderna e tecnologia, progettazione digitale e la tecnologia di fabbricazione, functionality, l'intelligenza e il networking. La tecnologia virtuale è diventata la più attiva della tecnologia di progettazione di produzione, il suo sviluppo, la promozione della produzione virtuale (Vitrual Manufacturing) formazione e sviluppo, progettazione di macchine, elaborazione, analisi e organizzazione della produzione e gestione di un virtuale ambiente di simulazione, e quindi il computer in "organizzazioni" e "produzione di raggiungere, l'attuale pre-produzione per quanto riguarda la possibilità di fabbricare Deng a valutazione, Bao Zheng Yicichenggong produzione e ridurre i costi di produzione, ridurre il time to market, Kuaisu risposta al mercato, migliorare la competitività delle imprese.
1, il contenuto e la classificazione di produzione virtuale
1.1 Il significato di produzione virtuale
Con il rapido sviluppo della tecnologia di produzione, ha anche la connotazione di fabbricazione di nuovi, la comprensione più completa. Manufacturing è in conformità con la domanda di mercato, the uso di knowledge e di competenze, utilizzando strumenti, utilizzando uno strumento efficace, e materials prime in prodotti finiti di mercato nel suo complesso. Virtual Manufacturing (Manufacturing Vitrula VM) si riferisce all'uso di modelli di computer e di simulazione per realizzare la progettazione del prodotto e la tecnologia di produzione, tecnologie dell'informazione, la tecnologia di simulazione, la tecnologia della realtà virtuale e computer ad alte prestazioni, rete ad alta velocità per sostenere il gruppo di computer coordinamento di gruppo, per raggiungere product design, progettazione di processo, produzione, analisi delle prestazioni, controllo di quality e del processo di gestione aziendale a tutti i livelli e il controllo the nature of processo di fabbricazione. "VM" Anche se it non è fattibile in manifatturiero, ma le produzione reale della natura del processo di realizzazione che alla progettazione del prodotto o la fabbricazione del sistema prima che la realizzazione physical, possiamo stimare con il modello to simulare and shape products future, funzionalità, performance e la lavorabilità e di altri eventuali problemi, che possono fare al futuro processo decisionale e ottimizzare l'attuazione del programma in modo che lo sviluppo della tecnologia di fabbricazione per il periodo di previsione completa. produzione virtuale è la produzione stessa della natura per l'esecuzione del computer, è una varietà di tecnologie computerizzate per il ciclo di vita del prodotto di integrazione completa utilizzazione.
manufacturing effettiva è il materiale, l'informazione, la funzione di conversione dell'energia, che is, ingressi materie prime, production, l'informazione, l'elettricità, l'energia, i prodotti fabbricati e the required informazioni di prodotto-correlate. produzione virtuale è the produzione effettiva di "sostanza" e "energia" di informazioni, il sistema di produzione effettivi per le informazioni ed informatica per essere "materiale" e "energia" per raggiungere e la produzione effettiva Informazioni sullo scambio equivalente di produzione virtuale, non reale, mentre la produzione di prodotti, ma ha generato informazioni sul prodotto e informazioni sui prodotti di fabbricazione necessarie.
Classificazione dei 1,2 di produzione virtuale
produzione virtuale che coinvolgono sia la produzione e lo sviluppo dei prodotti le attività connesse, ma contiene anche le attività organizzative e gestionali connesse alla sua attività. Secondo il campo di applicazione dei tipi di attività e dei progetti possono essere suddivisi in tre tipi di produzione virtuale: la progettazione come il nucleo della produzione virtuale, per produrre il nucleo della produzione virtuale, per controllare il cuore della produzione virtuale.
1). Per progettare il nucleo della produzione virtuale. Per progettare un produzione virtuale in quanto le informazioni fondamentali, concernente l'attuazione del processo di progettazione per la fabbricazione, la simulazione utilizzabili per ottimizzare la progettazione del prodotto, design Jieduan a Zai su parti o macchina sulla Yi producibilità Ke Jin analisi Xing, compresi l'elaborazione e analisi dei processi, analisi termodinamica, dinamica, e Analisi cinematica. Principalmente per risolvere i "prodotti progettati cosa" questione a tutti gli aspetti della simulazione e la valutazione delle prestazioni del prodotto;
2). Per produrre il nucleo della produzione virtuale. La produzione sarà essere al centro del modello virtuale manufacturing simulazione del processo di produzione sono state sciogliendo al fine di valutare e ottimizzare i processi di produzione a basso-cost valutazione di rapid options technology diversi, resource esigenze di pianificazione, programmazione della produzione. Principalmente per risolvere "questa organizzazione della produzione è ragionevole," i problemi in modo da simulare il processo di produzione, la valutazione di ciascun piano di produzione;
3). Per controllare il cuore della produzione virtuale. Per controllare il cuore della tecnologia di simulazione virtuale di fabbricazione da aggiungere al modello di controllo and il trattamento effettivo, la realizzazione di simulazioni basa il controllo ottimale. utilizzare pienamente il potere del controllo del computer della varietà di strumenti tradizionali, le funzioni di strumentazione digitale, ottimizzazione della organizzazione della produzione linea di produzione e attività di gestione da simulare. Principalmente per risolvere il "come controllo" problema.
2, le caratteristiche di produzione virtuale
Rispetto al effettiva di fabbricazione, produzione virtuale ha le sue caratteristiche:
1). Virtualization. produzione virtuale non è il processo di produzione reale, non producono il prodotto reale, non il vero e proprio materiale e il consumo di energia, attraverso mezzi digitali to la simulazione vera e propria of dinamico il processo di fabbricazione per realizzare la natura della produzione di processo;
2). Basati sul modello di integrazione digitale. processo di produzione virtuale dipende dal modello, il modello prevede un modello di prodotto, il modello di processo, modello di attività e il modello di risorse. Attraverso questi modelli digitali di integrazione del computer del design di prodotto, produzione, collaudo, assemblaggio e le operazioni di altri, rather di quanto non facciano le tradizionali prototipo di modifiche ripetute;
3). Sostenere produzione agile. Perché l'intero processo di informazioni memorizzate su un computer, può essere basata su richiesta dell'utente o cambiamenti del mercato quickly modifica design, investment rapidi, della produzione, può ridurre sensibilmente il tempo per sviluppare nuovi prodotti, improve quality e ridurre i costi;
4). Distribuzione di cooperazione. Alle reti informatiche, di produzione virtuale can non sub in luoghi diversi, diversi dipartimenti di professionisti diversi di lavorare contemporaneamente con un modello del prodotto, scambi, scambio di informazioni, ridurre il numero di generazione del documento e tempi di consegna e gli errori, in modo che i prodotti lo sviluppo di più efficienti e di alta qualità, così a basso costo per rispondere ai cambiamenti del mercato;
5). I risultati delle simulazioni di fiducia elevato. Virtual Manufacturing 就是 dalla validazione del modello, l'efficienza, autopsie, la tecnologia di simulazione, ecc per rilevare Lei Jichu di prodotti o Zhiding la pianificazione della produzione, rendendo lo sviluppo di prodotti o Zuzhiyici successo, la vera reazione di De Shijiduixiang Taneng.
3, la chiave per supportare la tecnologia di produzione virtuale
Virtual ambiente di produzione virtuale attraverso una varietà di accedere alle informazioni, l'integrazione e l'ambiente di produzione integrato che può funzionare, improve the used per assemblaggio di prodotti, dalla progettazione al concetto di simulazione dinamica all fasi. tecnologia di produzione virtuale coinvolto in molti aspetti, quali l'ambiente may present technical, feature estrazione process, Integrating architecture Infrastrutture, produzione caratteristica integration dati, multi-disciplinare cross-funzionali, decision strumenti di supporto, Tecnica d'interfaccia di realtà virtuale, modellazione e simulazione e così via. Dopo di che tre sono il cuore della tecnologia di produzione virtuale.
3,1 Realtà Virtuale
Realtà Virtuale (VR Virtual Reality) è la tecnologia degli Stati Uniti, Jaron Lanier prima proposta nel 1989, vale a dire la tecnologia è il computer direttamente al visivo, sintesi le informazioni sonore e tattili e di altri, e pronta per gli organi di senso umano, umano generato attorno ad un ambiente tridimensionale virtuale. Per il popolo, il mondo reale e spazio virtuale insieme, integrato con altri per each information exchange e feedback. la tecnologia della realtà virtuale, o costruire un sistema per la sua caratteristica più importante è l'immersione (immersione), interattiva (interazione) e il concetto di (immaginazione).
Utilizzazione di sistemi di realtà virtuale tecnologia grafica, la visualizzazione e l'interfaccia di diversi dispositivi di controllo, il computer genera un ambiente interattivo in 3D virtuale. Virtual Reality System (VRS) per l'interfaccia uomo-macchina, software, tecnologia, piattaforme di elaborazione virtuali per realizzare componenti. VRS può utilizzare la simulazione dinamica del mondo reale, l'input interattivo da parte dell'utente, e nel tempo il risultato che da ambiente virtuale, la gente ha una sensazione di feeling immersione.
3,2 Modeling
sistema di produzione virtuale è un vero e proprio sistema di produzione di una mappa ambiente virtuale, è la modellazione realistica dei sistemi di produzione, descrizione formale e astratta, e disse informatizzate. Virtual sistema di modellazione di produzione, compreso il modello di produzione, modello di prodotto e di modello di processo.
(1) modello di produzione. Possono essere classificati nella descrizione statica e dinamica dei due aspetti descritti. descrizione statica della capacità del sistema di produzione e le caratteristiche della descrizione, data la possibilità di progettazione del prodotto, descrizione dinamica del sistema statale descrizione del comportamento dinamico e quindi prevedere l'intero processo di produzione;
(2) modello del prodotto. Modello del prodotto del processo di produzione, una raccolta di varie entità nel modello a oggetti. sistema di produzione virtuale per the processo di attuazione per rendere l'integrazione dei prodotti di all activities, deve avere uno modello completo del prodotto, il modello del prodotto che incorpora sia le informazioni descritti nella struttura del prodotto, caratteristiche forma prodotto di informazioni statiche, include anche verificare interference può essere effettuato , l'analisi delle prestazioni di informazioni dinamiche e così via, è la capacità di mappa, l'applicazione dei prodotti di astratto e di altri estratti di tutte le informazioni necessarie per ogni modello di attività;
(3) modello di processo. Influenzerà il processo di fabbricazione parametri e funzioni per collegare il design del prodotto attributi per riflettere il modello di produzione della interazione between modelli e prodotti. modello di processo devono avere le seguenti caratteristiche: tecnologia di simulazione del computer, schede tecniche di fabbricazione, pianificazione della produzione, il modello statistico ed i modelli fisici e matematici.
3,3 Simulazione
È l'applicazione di simulazione al computer di sistemi complessi attraverso l'astrazione e la semplificazione della realtà, formano un modello di sistema, sulla base delle analisi e quindi eseguire questo modello al fine di ottenere una serie di proprietà statistiche del sistema. Come il modello di simulazione è mirata at the methods research, per mezzo del computer per capacity computing fast, in grado di simulare la produzione effettiva di uno period di tempo molto breve need uno ciclo di produzione molto lunghi, che può ridurre il time decision to evitare le finanziarie, umane, e il tempo rifiuti, e può ripetere la simulazione, l'attuazione di ottimizzazione.
Simulazione dei passi fondamentali sono: sistema di studio, raccolta dati per la creazione di un modello di sistema di simulazione * * algoritmo per determinare la creazione di Dio, la simulazione del modello di simulazione del modello * risultati di output e di analisi. fabbricazione sistema virtuale per lo sviluppo dei prodotti legati alla modellazione del prodotto e la simulazione, il processo di simulazione di progettazione di pianificazione, simulazione del comportamento reale del processo di produzione, processi di simulazione di assemblaggio, simulazione di processo di test per valutare i risultati del progetto, il processo di progettazione per ottenere il feedback anticipato, ridurre o evitare progettazione di errore.
4 Virtual Manufacturing Technology Analysis
Nonostante la tecnologia di produzione virtuale, negli ultimi anni ha ottenuto un rapido sviluppo internazionale, ma attualmente privi di tutto il processo dalla progettazione del prodotto, di produzione virtuale di un alto livello di comportamento, incarnata nei seguenti settori.
4,1 integrato basato sulla tecnologia digitale modello è ancora in fase di concept
(1) modello CAD del contenuto informativo prodotto è troppo basso. modello CAD del processo di progettazione del prodotto è formato, un sacco di informazioni (geometria del non-geometriche) devono registrare in cui esso è una fonte di dati importanti. In produzione virtuale, i modelli di analisi molte necessità di estrarre dal modello CAD, delle opportune informazioni. Tuttavia, l'attuale modello di geometria CAD entità soprattutto dal punto di vista di descrivere il prodotto, lontano da una descrizione completa di prodotti, in grado di fornire la condivisione di informazioni troppo poco;
(2) il modello esistente CAD non può sostenere il concetto di progettazione del prodotto. progettazione di nuovi prodotti per passare attraverso la progettazione concettuale, progettazione di dettaglio, la pianificazione di processo e fabbricazione di prodotti vari, mentre il modello CAD supporta solo la progettazione dettagliata del prodotto;
(3) la mancanza di buon meccanismo di riutilizzare le informazioni del prodotto. Poiché la corrente tra i vari prodotti software applicativo per lo scambio di dati Zhu Yao attraverso un interfaccia dati dedicata, la conversione sarà lo stesso problema di dati Jiandanyingshe, Wu Fa Mo Xingjian raggiungere conversione dei dati e Yansheng Zidong will sicuramente aumentare il loro sviluppo prodotto virtuale Zao Zhi complessità.
4,2 innovazione di prodotto e strumenti di supporto non è sufficiente
(1) mancanza di sistema creativo supporto alla progettazione. Innovazione di prodotto è una scienza globale, nuove tecnologie, nuovi materiali, il supporto delle nuove tecnologie. fabbricazione ambiente virtuale per il design innovativo offre un buon meccanismo di funzionamento, ma l'ulteriore sviluppo di sistemi innovativi di progettazione organizzativa di supporto;
(2) la mancanza di conoscenza combinata con gli strumenti di produzione virtuale. La conoscenza in grado di creare prodotti innovativi e nuove tecnologie, conoscenza del prodotto orientate all'innovazione. Tuttavia, come rappresentazione della conoscenza e l'organizzazione della complessità e l'importanza del modo di produzione virtuale prodotto con integrato digitale è un problema da risolvere;
(Tre) la mancanza di progettazione di forme interattive e di produzione virtuale di strumenti integrati.
Attualmente, la produzione virtuale è considerata la novità di prodotto più promettenti. Come risolvere il posizionamento globale del prodotto, la progettazione, l'introduzione interattiva alla forma di prodotto di progettazione e produzione virtuale con organicamente integrare ulteriori studi sono necessari.
4,3 Prodotti Tecnologia Digitale
(1) basato sulla gestione dei dati di prodotto (PDM) problemi di integrazione con altri software. prodotto digitale è il cuore della tecnologia PDM, attualmente, vi è stata varie versioni del software PDM, ma la mancanza di standard, il software risultante e altre applicazioni PDM delle questioni integrazione di sistemi. Nell'ambiente virtuale, il professionista, il personale del reparto di lavorare sul modello del prodotto stesso, deve essere risolto PDM integrazione con altre applicazioni;
(2) sviluppo dei prodotti virtuali, di organizzazione dei dati di prodotto di sistema. Virtual prodotti di sviluppo dei prodotti generati forma digitale prototipo la struttura ad albero del prodotto, è necessario riflettere la fase di progettazione della gerarchia construction, sequence assembly prodotto, ma producono il processo produttivo, manufacturing prototipi possono essere fabbricati sotto il numero di prodotto. Pertanto, lo studio per lo sviluppo prodotto virtuale dei dati di prodotto sistema organizzativo è veramente necessario;
(3) e il modello digitale dei dati di prodotto organizzazione e gestione.
Prodotti, prodotti digitali, compresa la creazione di modelli numerici e dei suoi indicatori di performance related, compresa l'analisi strutturale, l'analisi cinematica, analisi dinamica, risultati di analisi termica, i prodotti provide la base teorica della stereotypes, e la trasformazione di rendimento dei prodotti. Come affrontare in modo efficace l'organizzazione e la gestione dei dati, in modo efficace alle esigenze di produzione virtuale è al centro di ricerca.
4,4 Produzione processo di simulazione metodi di modellazione e tecniche di
modello di simulazione basato sulla fisica del processo di produzione sono stati ampiamente utilizzati, ma i metodi di modellazione e tecniche di modellizzazione ancora svolta.
(1) strumenti di lavoro virtuali per essere migliorata. Attualmente, molti software commerciali possono essere "" rating lavorabilità, but un gran numero di research and development manufacturing virtuale bisogni to the virtual tools di analisi di processo, come uno cutting force analisi di sistemi funzionali, simulazione di processi;
(2) la teoria di base di montaggio virtuale. Virtual produzione virtuale con l'analisi della tolleranza e tecnologia di sintesi è anche una mancanza di base teorica, nella generazione del modello e delle tolleranze standard ISO, tolleranze geometriche di sostegno, ci sono molti problemi, la necessità urgente di indirizzo;
(3) processo di pianificazione montaggio di ulteriori studi. L'attuale processo di assemblaggio virtuale pianificazione basata sull'esistenza di gravi limitazioni, si riferiscono principalmente a prendere in considerazione: solo la direzione della traslazione lungo l'asse, l'assemblea di via dello sport troppo semplice; accento sulla geometria, l'uso dell'ingegneria della conoscenza semantica needs a essere rafforzata; sequence assembly I criteri di selezione non sono abbastanza vasta e uniforme;
(4) tecnologia dei test virtuali. riuscita applicazione di test virtuale è un "sviluppo prodotto virtuale," la chiave per la tecnologia è essenziale. Quando tutti gli aspetti della informatizzazione, aspetti il collaudo e l'efficacia diventano fattori importanti che influenzano l'efficienza.
5 Conclusione
Dal effettiva di fabbricazione alla "produzione virtuale" nel settore manifatturiero internazionale guidato dalla tecnologia dell'informazione le modifiche più importanti si è verificato. produzione virtuale nei paesi industrializzati come gli Stati Uniti, Germania, Giappone, ecc, sono stati diversi gradi di vasta ricerca e di applicazione. In Cina, la Tsinghua, Beijing University of Aeronautics disgusto Air, Harbin Institute of Technology unità di insegnamento e di ricerca di altri ha anche svolto attività di ricerca in questo settore. La ricerca attuale si concentra sulle applicazioni di produzione virtuale è basata sulla direzione di tridimensionale di progettazione del prodotto virtuale, simulazione di processi and assembly prodotto simulazioni per studiare come di generare prodotti con l'alta affidabilità del prototipo virtuale, della progettazione del prodotto per raggiungere un più alto Prediction confidence Il design della performance del prodotto finale e la producibilità. Con una approfondita ricerca e le tecnologie correlate continuare a sviluppare la produzione virtuale sarà più largamente usato.