Invoering
Samen met de economische globalisering en de informatiemaatschappij, in toenemende mate de concurrentie aanwakkeren, de productprijs from the competition concurrentie traditionele technische inhoud in de mededingingssituatie, high-tech producten in de mainstream markt heeft, innovatie is de ziel van de ontwikkeling onderneming. Om zich aan te passen aan de nieuwe veranderingen in de markt, bedrijven moeten vermeld worden op de snelste snelheid, de beste kwaliteit en de laagste kosten en beste service aan de behoeften van verschillende gebruikers te voldoen. Het gezicht van onvoorspelbare, duurzame ontwikkeling, snel veranderende vraag op de markt, moet de productie-activiteiten van de ondernemingen heeft een hoge mate van flexibiliteit, veranderingen in de marktvraag snelle reactie. Te dien einde, het verkennen van nieuwe methoden voor het ontwerpen en produceren is het belangrijkste middel van het bedrijfsleven te overleven.
Met de snelle ontwikkeling van informatie-technologie, zijn er enkele geavanceerde ontwerp en de fabricage technologie, modern design en productie technologie-ontwikkeling is om continu te absorberen moderne wetenschap en technologie, digitale ontwerp en de fabricage technologie, functionaliteit, intelligentie en netwerken. Virtuele technologie is uitgegroeid tot de meest actieve van de vervaardiging ontwerp-technologie, de ontwikkeling, de bevordering van virtuele productie (Vitrual Manufacturing) van de vorming en ontwikkeling van mechanische ontwerpen van producten, verwerking, analyse en productie-organisatie en het beheer van een virtuele simulatie-omgeving, en dus op de computer "organisaties" en "bereiken" productie, in de werkelijke productie Qian op de industrialisering van het product aspecten Jinxingpinggu Deng, een Chenggong productie te waarborgen, hoe lager de productiekosten te verlagen time to market, Kuaisu antwoord op de markt, verbetering van het concurrentievermogen van ondernemingen.
1, de inhoud en de indeling van virtuele productie
1.1 De betekenis van virtuele productie
Met de snelle ontwikkeling van de productietechnologie, het heeft ook de connotatie van de vervaardiging van nieuwe, meer omvattende begrip. Productie is in overeenstemming met de marktvraag, het gebruik van kennis en vaardigheden, gebruik van gereedschap, een effectieve methode, en grondstoffen tot afgewerkte producten op de markt als geheel. Virtuele Manufacturing (Vitrula Manufacturing VM) is het gebruik van computermodellen en simulatie tot product ontwerp en de productie-technologie, informatie technologie, simulatie technologie, virtual reality technologie en prestaties van computers te bereiken, high-speed netwerk te ondersteunen, in de computer-groep coördinatie-groep, product-design te bereiken, het proces planning, productie, prestatie-analyse, kwaliteitscontrole en business process management op alle niveaus en de controle van de aard van het productieproces. "Virtuele productie" Hoewel het niet de eigenlijke productie, maar besefte de aard van het eigenlijke productieproces, die in het ontwerp of de productie-systeem voor de fysieke realisatie, kunnen we door het model te simuleren en voorspellen van de toekomstige product vorm, functie, prestaties en de verwerkbaarheid en andere aspecten van het probleem kunnen bestaan, die kunnen toekomstgerichte Juece en optimaliseren van de uitvoering van de programma's, waardoor de productie-technologie ontwikkeld om het volledige gamma van de prognose-fase. Virtuele productie is de feitelijke vervaardiging van de aard van de implementatie computer, het is een verscheidenheid van computer-aided technologie voor het product life cycle van geïntegreerde schaal wordt gebruikt.
Met de daadwerkelijke productie van het materiaal, informatie, energie conversie functie, dat wil zeggen, grondstof-ingangen, productie, informatie, elektriciteit en andere energie, om de benodigde producten en product-gerelateerde informatie te leveren. Virtuele productie is van de werkelijke productie van "stof" en "energie" van informatie, de werkelijke productie systeem voor de informatie-en informatietechnologie moeten worden "materiaal" en "energie" te bereiken en de werkelijke productie Informatie over de gelijkwaardige uitwisseling van virtuele productie, terwijl niet het werkelijke product, het genereert informatie over de producten en informatie die nodig is om producten te vervaardigen.
1.2 Classificatie van virtuele productie
Virtuele productie-en productontwikkeling, waarbij zowel de productie-gerelateerde activiteiten, maar bevat ook de organisatorische en bestuurlijke activiteiten in verband met haar activiteiten. Volgens het toepassingsgebied van de soorten activiteiten en projecten kunnen worden verdeeld in drie typen van virtuele productie: het ontwerp als de kern van de virtuele productie, tot de kern van de virtuele productie te produceren; tot de kern van virtuele productie controle.
1). Om het ontwerp van de kern van virtuele productie. Om het ontwerp van de kern van de invoering van virtuele productie zal leiden tot informatie-ontwerp Guo Cheng, Lai product ontwerp te optimaliseren met behulp van simulatie, en dus in de ontwerpfase kunt u op de onderdelen of machine Jinxing maakbaarheid analyse, waaronder de verwerking van proces-analyse, 热力学 analyse, dynamiek en kinematische analyse. Vooral om de "producten die ontworpen zijn wat" vraag aan alle aspecten van het product, simulatie en evaluatie op te lossen;
2). Voor de productie van de kern van virtuele productie. De productie wordt de kern van virtuele productie simulatiemodel van het productieproces waren op te lossen om te evalueren en productieprocessen om tegen lage kosten snelle evaluatie van de verschillende technologische opties te optimaliseren, de vereiste middelen planning, productie planning. Voornamelijk op te lossen "deze organisatie van de productie is redelijk," de problemen in om het productieproces te simuleren, een beoordeling van elke productie-plan;
3). Om de kern van virtuele productie. Om de kern van de virtuele productie simulatie technologie zal worden toegevoegd aan de controle en de eigenlijke verwerking, de realisatie van simulatie-gebaseerde optimale controle. Volledig gebruik van de kracht van de computer de controle van de traditionele verscheidenheid van instrumenten, de functies van digitale instrumentatie, optimalisatie van de productielijn en andere productie-activiteiten van de organisatie en het management simulatie. Voornamelijk om de "hoe te controleren" probleem op te lossen.
2, de kenmerken van virtuele productie
Vergeleken met de werkelijke productie, virtuele productie heeft zijn eigen karakteristieken:
1). Virtualisatie. Virtuele productie is niet het echte productieproces, niet tot het werkelijke product, niet de echte materiaal-en energieverbruik, via digitale middelen om de werkelijke dynamische simulatie van het productieproces van de aard van het productieproces te realiseren;
2). Gebaseerd op digitaal model van integratie. Virtuele fabricageproces is afhankelijk van het model, het model is sprake van een product, proces model, het model en de activiteit resource model. Via deze digitale modellen in de computer de integratie van het product ontwerp, de fabricage, testen, de montage en andere werkzaamheden, dan doen de traditionele prototype van de herhaalde wijzigingen;
3). Ter ondersteuning van agile manufacturing. Zoals het hele proces van informatie-opslag in de computer, de gebruiker moet veranderen of markt zich snel aangepast ontwerp, snelle investeringen in de productie, kan aanzienlijk verminderen de tijd om nieuwe producten te ontwikkelen, de kwaliteit te verbeteren en kosten te verlagen;
4). Verdeling van de samenwerking. Met computer netwerken, virtuele productie maakt sub-Bu Zai verschillende locaties, op verschillende Bumen van verschillende professionals om gelijktijdig te werken met een product model, onderlinge uitwisseling, het delen van informatie Jianshao groot aantal gegenereerde documenten en de overdracht van de tijd, en Wu Chai, dus dat product ontwikkeling van meer efficiënte, kwalitatief hoogwaardige, goedkope manier om te reageren op veranderingen in de markt;
5). De simulatie resultaten voor hoge betrouwbaarheid. Virtuele productie is door het model, werkzaamheid en andere simulatietechnieken om ontwerpen van producten op te sporen of uit de productie planning, product ontwikkeling of productie die werk maakt van een succesvolle organisatie, dus het kan een reële afspiegeling van de werkelijke object.
3 belangrijke ondersteuning van virtuele productie-technologie
Virtuele productie virtuele omgeving door middel van een verscheidenheid van toegang tot informatie, integratie en de geïntegreerde productie omgeving die kan draaien, gebruikt om de assemblage van producten verbeteren van conceptontwerp tot dynamische simulatie van alle etappes. Virtuele productietechnologie bestrijkt een heel breed, zoals het milieu van de technologie, feature extractie proces, geïntegreerde infrastructuur, architectuur, productie functie data-integratie, multi-disciplinaire cross-functionele, het besluit van de hulpmiddelen, interface technologie, virtual reality, modellering en simulatie en zo verder. Na die drie zijn de core technologie van virtuele productie.
3.1 Virtual Reality
Virtual Reality (VR Virtual reality) technologie is de Verenigde Staten, Jaron Lanier voor het eerst voorgesteld in 1989, wat betekent dat de technologie is de computer rechtstreeks aan het visuele, auditieve en tactiele en andere informatie synthese, en prompt voor de menselijke zintuigen, in de menselijke gegenereerd rond een drie-dimensionale virtuele omgeving. Om de mensen, de echte wereld en de virtuele ruimte samen, met elkaar worden geïntegreerd voor informatie-uitwisseling en feedback. Virtual reality technologie, een systeem op te bouwen of door de meest belangrijke functie is de onderdompeling (onderdompeling), interactieve (interactie) en het concept van (Verbeelding).
Gebruik van de virtuele werkelijkheid computer graphics systeem, verschillende display en controle-interface-apparaten, computer gegenereerde en interactieve drie-dimensionale virtuele omgeving. Virtual Reality System (VRS) door de mens-machine-interface, software, technologie, virtuele computing platforms om onderdelen te bereiken. VRS kan worden gebruikt voor de dynamische simulatie van de echte wereld, door middel van interactie met de gebruiker input en output veranderingen in de tijd volgens de virtuele omgeving, mensen hebben een gevoel van immersie gevoel.
3.2 Modeling
Virtuele productie-systeem is een echte industrie-systeem in een virtuele omgeving kaart, is realistisch modellering van productiesystemen, formele en abstracte beschrijving en zei geautomatiseerd. Virtuele productiesysteem modellering, met inbegrip van de productie model, product-model en proces model.
(1) productie model. Kunnen worden onderverdeeld in statische en dynamische beschrijving van de twee aspecten beschreven. Statische beschrijving van de capaciteit van het systeem en de productie kenmerken van de omschrijving, gezien de mogelijkheid van product design, dynamische beschrijving van het systeem staat de beschrijving van dynamisch gedrag te voorspellen en vervolgens het hele proces van productie;
(2) Product model. Product model het fabricageproces, een verzameling van verschillende entiteiten in het object model. Virtuele productiesysteem voor de uitvoering van het proces van integratie aan het product of all activities make, moeten wij complete product model, product-model beschrijft de informatie die zowel de product-structuur and product vorm kenmerken of statische informatie bevat, maar ook interventies op check de prestatie-analyse van dynamische informatie en ga zo maar door, is de mogelijkheid om de kaart, de uitvoering van het abstracte en andere producten, gewonnen alle vereiste informatie voor elke activiteit model;
(3) proces model. Zal gevolgen hebben voor het fabricageproces parameters en functies van het product design kenmerken die verband houden met de productie model weergeven en de interactie tussen de modellen van het product. Proces model moet de volgende kenmerken hebben: computer simulatie technologie, productie data sheets, productie planning, statistisch model en de fysische en wiskundige modellen.
3.3 Simulatie
Toepassing van de computersimulatie is de realiteit van complexe systemen door middel van abstractie en vereenvoudiging van het formulier systeem model, en vervolgens stormloop op basis van de analyse van dit model aan een reeks van statistische eigenschappen van het systeem wordt verkregen. Als de simulatie model is gebaseerd op gerichte methode van onderzoek, door middel van de snelheid waarmee de computer rekenkracht, kan een zeer korte tijd simulatie van de werkelijke productie is een lange productiecyclus, waarbij het besluit tijd kan verkorten, om te voorkomen dat de financiële, personele en tijd afval, kan en herhaal de simulatie, optimalisatie uitvoering.
Simulatie van de basisstappen zijn: studie-systeem, het verzamelen van gegevens voor het maken van een systeem model * tot de oprichting van simulatiemodel simulatie-algoritme te identificeren * God * run simulatiemodel output en analyse. Virtuele productie systeem voor product ontwikkeling met betrekking tot product modellering en simulatie, het ontwerp proces planning simulatie, simulatie van het daadwerkelijke gedrag van het productieproces, assemblage proces simulatie, proces simulatie testen tot het ontwerp resultaten, vroegtijdige feedback beoordelen van het ontwerp-proces te realiseren, te beperken of te voorkomen design fout.
4 Analyse van virtuele productie-technologie
Ondanks de virtuele productie-technologie in de afgelopen jaren heeft bereikt, snelle internationale ontwikkeling, maar op dit moment niet over de hele proces van product design, virtuele productie van een hoge mate van gedragsregels, belichaamd in de volgende gebieden.
4,1 op basis van geïntegreerde digitale product-model-technologie is nog in de conceptfase
(1) CAD-model van het product informatie-inhoud is te laag. CAD-model is het ontwerp van het product gevormd in het proces, veel informatie (geometrie van de niet-geometrische) nodig om op te nemen waarin zij een belangrijke gegevensbron. In virtuele productie, veel analyse modellen moeten uittreksel uit het CAD-model van de nodige informatie. Toch kan de huidige CAD-model geometrie entiteiten hoofdzakelijk vanuit het perspectief van de beschrijving van het product, verre van een uitgebreide beschrijving van de producten, bieden te weinig uitwisseling van informatie;
(2) de bestaande CAD-model kan geen ondersteuning voor het concept van product design. Nieuw product design te gaan door middel van conceptueel ontwerp, gedetailleerd ontwerp, werkvoorbereiding en productie van diverse producten, terwijl het CAD-model ondersteunt alleen het gedetailleerde ontwerp van het product;
(3) het ontbreken van goede productinformatie hergebruik mechanisme. Aangezien de huidige tussen de verschillende software producten voor data-exchange loopt vooral door een dedicated data-interface op achieve this conversie is ook een eenvoudig in kaart brengen of de gegevens hetzelfde probleem, not kunnen de automatische conversie van gegevens tussen de modellen and derivaten te bereiken, heeft ongetwijfeld increased de virtuele fabricage product development complexiteit.
4.2 Productinnovatie ondersteunende hulpmiddelen zijn nog niet volledig
(A) een gebrek aan innovatie en design support systeem. Product Innovation is een uitgebreide wetenschap, nieuwe technologieën, nieuwe materialen, nieuwe technologie te ondersteunen. Virtuele productie omgeving voor het innovatieve design zorgt voor een goede operationele mechanisme, maar de verdere ontwikkeling van innovatieve design organisatorische ondersteuning van systemen;
(2) het gebrek aan kennis in combinatie met de virtuele productie van werktuigen. Kennis kan het creëren van innovatieve producten en nieuwe technologie, product innovatie gerichte kennis. Echter, als kennis representatie en organisatie van de complexiteit en het belang van de manier waarop virtuele productie met geïntegreerde digitale product is een probleem dat moet worden opgelost;
(3) het ontbreken van interactieve vorm van het ontwerp en de integratie van virtuele productie tools.
Op dit moment is de virtuele fabricage beschouwd als de meest veelbelovende product innovaties. Hoe de algemene positionering van het product, het ontwerp, interactieve kennismaking met het product ontwerp en de vorm van virtuele productie op te lossen met de verdere integratie van de biologische studies nodig zijn.
4.3 Digital Technology Producten
(1) op basis van product data management (PDM) integratie met andere software problemen. De kern van digitaal product PDM-technologie, op dit moment, is er sprake van verschillende versies van PDM-software, maar het gebrek aan normen, met als gevolg PDM-software en andere applicatiesystemen integratievraagstukken. In de virtuele omgeving, de professional, naar de afdeling personeel werkt op dezelfde product-model, de PDM integratie met andere toepassingen op te lossen;
(2) virtuele productontwikkeling, product data organisatie systeem. Virtuele productontwikkeling aanpak zorgt het product aantal prototype product boomstructuur is het noodzakelijk om de ontwerpfase van het product weerspiegelen structurele hiërarchie, product Montagevolgorde alsook een directe afspiegeling van het productieproces in de industrie sectoren onder de productgroep aantal prototypes van de industrie. Daarom is de studie van virtueel product ontwikkeling van producten voor data-organisatie-systeem is een praktische noodzaak;
(3) en de digitale product model gegevens organisatie en management.
Producten, digitale producten, met inbegrip van de oprichting van numerieke modellen en de bijbehorende prestatie-indicatoren, met inbegrip van structurele analyse, kinematica analyse, dynamische analyse, thermische analyse resultaten, de producten bieden de theoretische basis van stereotypen, en om de prestaties te transformeren. Hoe doeltreffend aan te pakken van de organisatie en het beheer van gegevens, op zodanige wijze aan de behoeften van virtuele productie is het onderzoek gericht.
4.4 Productieproces simulatiemodellering methoden en technieken
Natuurkunde-gebaseerde simulatie model van het productieproces zijn op grote schaal gebruikt, maar de modellen en modelleringstechnieken nog doorbraak.
(1) virtuele verspanende gereedschappen worden verbeterd. Op dit moment kunnen veel commerciële software "machinale" rating, maar de behoeften aan onderzoek en ontwikkeling van virtuele productie van een groot aantal virtuele verwerking analyse-instrumenten, zoals een functie van de snijkracht van de machinale proces simulatie systeem;
(2) de fundamentele theorie van de virtuele vergadering. Virtuele virtuele productie met de tolerantie analyse en synthese-technologie is ook een gebrek aan theoretische basis, in de generatie van het model en de ISO-norm toleranties, geometrische toleranties van de steun, zijn er veel problemen, de dringende noodzaak aan te pakken;
(3) assemblage proces planning van verdere studie. De huidige virtuele assemblage proces planning op basis van het bestaan van ernstige beperkingen, voornamelijk alleen verwijzen naar de richting van de vertaling: overwegen langs de as, ook de montage van de sport zo simpel; nadruk op geometrie, het gebruik van semantische kennis engineering moet worden versterkt; Montagevolgorde niet op grote schaal en uniforme selectiecriteria;
(4) virtuele testtechnologie. Succesvolle toepassing van virtuele test is een "virtuele productontwikkeling," de sleutel tot de technologie is van essentieel belang. Wanneer alle aspecten van de automatisering, het testen en de werkzaamheid aspecten toch belangrijke factoren die van invloed zijn efficiëntie.
5 Conclusie
Van het eigenlijke productieproces om een "virtuele productie" in een internationale IT-gedreven fabricage in de meest belangrijke veranderingen voorgedaan. Virtuele productie in de geïndustrialiseerde landen zoals de VS, Duitsland en Japan zijn verschillende gradaties van uitgebreid onderzoek en toepassing. In China, Tsinghua University, Beijing University of Aeronautics Air walging, Harbin Institute of Technology en andere wetenschappelijk onderzoek en onderwijs eenheden ook uitgevoerd onderzoek op dit gebied. Huidig onderzoek richt zich op virtuele productie toepassingen is gebaseerd op de richting van drie-dimensionale virtuele product design, proces-simulatie en assemblage van het eindproduct simulatie te onderzoeken hoe de producten met een hoge betrouwbaarheid van het virtuele prototype te genereren, product ontwerp tot en met een hogere mate van betrouwbaarheid te voorspellen bereiken Het ontwerp van het uiteindelijke product performance en maakbaarheid. Met diepe onderzoek en aanverwante technologieën blijven ontwikkelen, zullen virtuele productie op grotere schaal worden gebruikt.