導入
競争の激化、経済のグローバル化と情報化社会の技術with、Along、製品の競争価格競争は、技術的な内容のtraditional競争から変換され、主流市場intoハイテク製品は、イノベーションは、企業の発展の魂です。注文は、新たな市場の変化に、企業は最速のスピード、最高の品質、低コストと最高のサービスに別のユーザーのニーズを満たすに記載する必要があります適応する。予測不可能な、持続可能な開発の顔は、高速市場の需要の変化、企業の生産活動は、市場の需要の変化が迅速に対応柔軟性の高い学位を持ってする必要があります。このため、新しい設計と製造を探索するには、ビジネスの生存の最も重要な手段です。
情報技術の急速な発展に伴い、いくつかの先進的な設計および製造技術、モダンなデザインと製造技術の開発など継続的に現代の科学と技術、デジタル設計と製造技術、機能性、知性とネットワークを吸収することです。仮想技術は、ほとんどの製造設計技術の発展、形成と機械製品の設計、加工、分析、生産組織と管理の開発の仮想製造（Vitrual製造）の推進アクティブになっている仮想"組織"とのシミュレーション環境では、このようにコンピュータ""、実際の生産製造およびその他のFangmianjinxingピン区Baozhengyici成功生産のための適切な製品の前に、このように、生産コストを削減、生産を達成するため、市場、Kuaisuに時間を短縮市場への応答は、企業の競争力を向上させる。
1、コンテンツと仮想製造業の分類
1.1仮想製造の意味
製造技術の急速な発展に伴い、それはまた、新しい、より包括的な理解の製造の意味合いがある。製造は、市場の需要に応じて、知識やスキルの使用、効果的な方法をツールを使用して、市場に最終的なChanpinの原料は、全体のプロセスです。仮想製造業は（Vitrula製造VM）のコンピュータモデルとシミュレーションの使用するコンピュータのグループをサポートする製品の設計、生産技術、情報技術、シミュレーション技術、バーチャルリアリティ技術と高性能コンピュータ、高速ネットワークを実現するを参照グループの調整は、すべてのレベルでのプロセスの計画、製造、パフォーマンス分析、品質管理、ビジネスプロセス管理製品の設計を達成し、製造プロセスの性質を制御します。 "仮想ものづくり"ではないものの、実際の製造が、実際の製造工程、製品設計の性質を実現やシステムの物理的な実装の製造シミュレーションする前に、機種によって将来の製品を、機能、性能、形状に予測することができますと将来の意思決定をし、プログラムの実装を最適化し、探して行うことができます加工と他の可能な問題なので、完全な予測期間に製造技術の開発。仮想製造は、コンピュータの実装の性質の実際の製造されて、それが包括的な統合されたアプリケーションの製品のライフサイクルのためのコンピュータ支援技術の品種です。
素材、情報の実際の製造では、エネルギー変換機能、原材料の入力、生産、情報、電気などのエネルギー、必要な製品および製品に関する情報を生成することです。仮想製造業は"物質"と情報の"エネルギー"の実際の生産は、情報と情報技術の実際の生産システムがする"素材"と"エネルギー"と、実際の生産達成するために情報は、仮想製造業の等価交換の実際の製品を生産していないが、それは必要な製品や製造の製品情報に生成されます。
仮想製造業の1.2分類
仮想製造および製品開発の両方の製造に関連する活動を含むだけでなく、組織と経営活動を事業に関連する含まれています。活動の種類とプロジェクトのスコープによると、仮想製造業の3つのタイプ：仮想製造の中核としてのデザイン;に仮想製造のコアを生成するため分けることができます。仮想製造の中核を制御します。
1）。仮想製造業のコアを設計する。設計プロセス製造の情報をご紹介します仮想製造のコアを設計するには、シミュレーションなので、設計段階での処理解析、熱力学解析、運動などの製造分析、部品または全部をマシン上で行うことができる製品の設計を最適化する運動学的解析。主に"製品をどのような"製品の性能シミュレーションと評価のすべての側面に疑問を設計解決するために;
2）仮想製造のコアを生成する。生産は、生産のprocessの仮想製造シミュレーションモデルの中核になるがwillための評価to and異なる技術オプションの低コストrapid評価する生産プロセスを最適化、リソース要件の計画、生産計画をに溶解した。主に解決するために"生産のこの組織は、合理的な、"問題の順序で、それぞれの生産計画の評価を生産工程をシミュレートすることです。
3）。仮想製造のコアを制御する。仮想製造シミュレーション技術の中核を制御する制御モデルと実際の処理は、シミュレーションベースの最適制御を実現する追加されます。生産ラインと組織経営シミュレーションの他の生産活動の楽器の伝統的な様々なコンピュータ制御の力をフル使用すると、デジタル機器の機能は、最適化。主に"制御する方法"問題を解決する。
2、仮想製造業の特性
実際の製造と比較して、仮想製造業は独自の特徴があります：
1）。仮想化。仮想の製造は実際の製造工程、製造プロセスの実動的シミュレーション、デジタル手段によって製造工程の性質を実現するために、実際の製品ではなく、実際の材料やエネルギーの消費生成されませんされていません。
2）統合のデジタルモデルに基づく。仮想製造プロセスは、モデルに依存し、モデルは、製品モデル、プロセスモデルを、活動のモデルとリソースモデルが含まれます。統合のコンピュータモデル、製品設計、製造、テスト、組立、その他の操作ではなく、実行を繰り返し変更の伝統的なプロトタイプの実装にこれらの数字と。
3）。アジャイル製造をサポートする。情報の全体のプロセスコンピュータのストレージとして、ユーザーが変更したり、販売をすばやく変更設計、生産の急速な投資を実質的に、品質を改善し、コストを削減する時間を新製品の開発に削減することができます必要があります。
4）。協力の分布。コンピュータネットワークでは、仮想製造は別の場所に、別の専門家のさまざまな部門では、サブが同時に製品のモデルでは、相互交流、情報共有とドキュメントの生成と配信時間とエラーの大規模な数を減らすように、作業をすることができます商品より効率的な開発、高品質、低コストの方法市場の変化に対応する。
5）高信頼のシミュレーション結果は。仮想製造は、モデルの検証、有効性及び他のシミュレーション技術による設計の製品を検出したり、アウト、生産計画、製品開発や生産の仕事です成功organizationを行うと、それが本当に実際のオブジェクトを反映できるように。
仮想製造技術の3つのキーのサポート
情報へのアクセス、統合、実行することができます統合生産環境では、概念設計からのすべての段階の動的シミュレーションに製品のアセンブリを改善するために使用される様々な手段による仮想製造仮想環境。仮想製造の技術は、技術の環境など、特徴抽出プロセスを、統合されたインフラ、アーキテクチャ、manufacturing特徴データの統合、多くの側面を含むmulti -懲戒クロス機能、意思決定支援ツール、インターフェイス技術、バーチャルリアリティ、モデリングとシミュレーションのように。 3つの仮想製造のコア技術ですが後。
3.1バーチャルリアリティ
バーチャルリアリティは、（バーチャルリアリティのVR）技術を米国、ジャロンラニアー1989年に初めて提案した技術を意味は視覚、聴覚、触覚やその他の情報の合成に直接コンピュータであり、人間の感覚器官は、人間のプロンプト三次元仮想環境の周り生成されます。人々に、現実世界と仮想空間一緒に、それぞれの情報交換やフィードバックのための他の統合。バーチャルリアリティ技術は、システムを構築する最も重要な機能によって浸漬（浸漬）は、インタラクティブ（相互作用）との概念です（想像）。
バーチャルリアリティのコンピュータグラフィックスシステムでは、様々な表示および制御インターフェイスデバイスの利用は、コンピュータがインタラクティブな3Dの仮想環境を生成します。バーチャルリアリティシステムは（VRSは）ヒューマンマシンインターフェイス、ソフトウェア、技術、仮想コンピューティングプラットフォームでのコンポーネントを実現します。 VRSのは、実世界の動的シミュレーションのための、ユーザーとの対話入力と時間の出力変化を仮想環境に応じて使用することができ、人々は液浸感の感触がある。
3.2モデリング
仮想製造システムは、仮想環境で実際の製造システムのマッピングが実際の製造システムのモデリング、フォーマルと抽象的な記述ですと言ったコンピュータ。生産モデル、製品モデルとプロセスモデルを含む仮想生産システムのモデリング、。
（1）生産モデル。 2つの側面の静的および動的な説明に分類されることが説明。プロダクトデザインの可能性が特定のシステムの容量と説明の生産特性の静的説明には、。動的挙動のシステム状態の説明の動的説明し、生産のプロセス全体を予測する。
（2）製品モデル。製品モデルは、生産プロセス、オブジェクトモデルのさまざまなエンティティのコレクションです。実装プロセス用の仮想製造システム製品がすべての活動を統合するため、製品は、両方の製品の組み合わせは、静的な情報の製品の形状特性を組み込んだ製品モデルの情報の完全なモデル記述する必要がありますまた、干渉チェックが含まれては行うことができます、動的な情報などのパフォーマンスの分析にはマップされた、抽象的で、すべての活動すべての情報モデルの実装に必要な商品を抽出。
（3）プロセスモデル。製品の設計をリンクする製造プロセスは、パラメータや機能に影響を与えるだろうモデルと製品間の相互作用の生産モデルを反映するように属性。プロセスモデルは、次の機能を持つ必要があります：コンピュータシミュレーション技術、データシートを製造する、統計モデルと物理的数学的モデルを計画を製造。
3.3シミュレーション
抽象と現実のフォーム分析に基づくシステムモデルの簡素化により、複雑なシステムの計算機シミュレーションのアプリケーションがして、注文のシステムの統計一連のプロパティを取得するためにこのモデルを実行します。シミュレーションモデルは、オブジェクトのための研究方法に、コンピュータの高速処理能力により、実際の生産量の非常に短い時間シミュレーションすることができます基づいているとしての意思決定時間を短縮することができます長い生産サイクルを避けるために、かかる金融、人間と時間廃棄物、および、最適化の実施計画シミュレーションを繰り返すことができます。
基本的な手順のシミュレーションがあります：学習システム、シミュレーションモデルのシミュレーションアルゴリズムの確立を*神識別するためにシステムモデル*を作成するためのデータ収集*実行シミュレーションモデルの出力と分析。製品開発製品のモデリングとシミュレーション、設計プロセス計画シミュレーション、製造プロセスの実際の動作は、アセンブリプロセスのシミュレーション、プロセスシミュレーションテストのシミュレーション設計の結果を評価するに関連する仮想製造システムは、設計プロセスは、初期のフィードバックを達成するために削減または回避設計上のエラー。
4仮想製造技術分析
近年の仮想製造技術にもかかわらず、急速に国際的な発展を遂げているが、まだ製品の設計から、プロセス全体の欠如、高い行為の仮想製造、次のように組み込まれています。
4.1は、統合デジタル製品モデルの技術に基づいて、まだコンセプト段階です
（1製品情報コンテンツのCADモデルはロー）。製品設計プロセスのCADモデルは、）多くの情報（非幾何学の幾何学的に形成され、それは重要なデータソースである記録する必要があります。仮想製造では、解析モデルの多くは、対応する情報のCADモデルから抽出する必要があります。しかし、これまでの製品の包括的な説明から製品を記述するという観点から主に、現在のCADモデルのジオメトリエンティティは、情報の共有が少なすぎるを提供することができます。
（2）既存のCADモデルは、製品設計の概念をサポートすることはできません。新製品のデザインは、概念設計を通じて、詳細な設計を、製品や製造工程いくつかのプロセスの計画行く上モデルがただproductsの詳細設計をサポートする。
（3）良好な製品情報の再利用機構の欠如。データ交換のためのさまざまなアプリケーションのsoftwareの製品間current以来、主に専用のデータインターフェイスを通じて、このconversionを達成すること、データの単純なマッピングsame問題は、モデルとは疑いderived間のデータの自動変換を実現することができますvirtual manufacturing製品の開発をincreased複雑。
4.2製品の革新支援ツールはまだ完全にされていません
（1）創造的なデザイン支援システムの欠如。製品イノベーションは、包括的な科学、新技術、新素材、新技術のサポートです。革新的なデザインのための仮想製造環境では、良い運用のメカニズムを提供、革新的な組織設計支援システムのさらなる発展;
（2）知識の欠如は、仮想製造ツールの組み合わせ。知識は革新的な製品と新技術、製品イノベーション指向の知識を作成することができます。しかし、知識の表現と複雑さと統合されたデジタル製品の製造に問題があるか、仮想の重要性を組織が解決しなければならない。
（3）対話型形状設計の欠如と仮想製造ツールの統合。
現時点では、仮想製造は最も有望な製品の革新を考えられている。どのように有機的に必要とされ、さらに研究を統合して、製品設計、製品形状にインタラクティブな導入の設計と仮想製造の全体的な位置決めを解決する。
4.3デジタル技術製品
（1）製品データ管理に基づいて（PDM）を他のソフトウェアの問題との統合。デジタル製品はPDMの技術の中核は、現在、そこが、PDMソフトウェアのさまざまなバージョンをされている規格の欠如、その結果ソフトウェアとPDMシステムの統合の問題の他アプリケーション。仮想環境では、専門家は、部門のスタッフが同じ製品モデルに、他のアプリケーションとPDMの統合を解決しなくてはならない。
（2）バーチャル製品開発、製品のデータ組織システム。仮想製品開発の製品は、必要、製品の組立シーケンス建設階層の設計段階を反映すること、が、デジタルプロトタイプのフォームを製品構造ツリー生成も生産工程を反映し、manufacturingプロトタイプを製品番号の製造できる。したがって、データの組織システムの製品の仮想製品開発の研究は、実用的な必要です。
（3）デジタル製品モデルデータの組織と管理。
製品は、デジタル製品、構造解析、運動解析、動的解析、熱解析結果を含む数値モデルとその関連のパフォーマンス指標の確立などの製品は、ステレオタイプの理論的基礎を提供するパフォーマンスを変換する。どのように効果的なので、効果的に仮想製造のニーズのデータの組織と管理に対処するための研究の焦点です。
シミュレーションモデル4.4製造プロセス技術
製造工程の物理ベースのシミュレーションモデルは、広くは使われているモデリング手法やモデリング技術はまだ画期的な。
（1）仮想加工ツールが改善される。現時点では、多くの商用ソフトウェアは"加工"評価が、仮想の製造研究開発の多くは、仮想プロセス解析ツール、する必要がある、などの力シミュレーションシステムを切断の処理と解析関数のようなことができます。
（2）仮想アセンブリの基礎理論。製造仮想公差解析と合成技術と仮想のも理論的基礎の欠如、モデル生成には、ISOの標準公差は、サポートの幾何公差は問題が多い、緊急の必要性に対処する。
（3）今後の研究のアセンブリプロセスの計画。現在の仮想アセンブリプロセスは重大な限界の存在は、主に：軸に沿って翻訳の方向だけを考慮するを参照して基づいて計画、スポーツ方法の組み立ても簡単です;幾何学に重点を置い、意味的知識技術が必要との使用が強化される。アセンブリシーケンスを選択基準は、広範なされていません十分均一。
（4）仮想テスト技術です。仮想テストの成功、アプリケーションは"仮想製品開発、"技術の鍵は不可欠である。時化のすべての側面は、テストと有効性の側面が重要な要因に影響を与えるの効率になる。
5おわりに
情報技術の国際的な製造業に"仮想ものづくり"の実際の製造で最も重要な変更を駆動から発生しました。米国のような先進国、ドイツ、日本などの仮想製造業は、広範な研究と、アプリケーションの程度の差はされている。中国では、清華大学、北京大学は、航空エア嫌悪、ハルビン工科大学の授業単位と他の研究のも、この分野での研究活動を行ってきました。現在の研究では、仮想製造のアプリケーション上で3次元仮想製品設計のdirection、プロセスシミュレーション、製品の組み立てのシミュレーションに関する方法仮想プロトタイプの信頼性の高い製品を生成するため、製品の設計段階の信頼度が高く予測する達成するstudyに基づいている焦点を当てて最終製品の性能と製造の設計。深い研究や関連技術と仮想製造業はますます広く使用される開発を続けている。