Innledning
Sammen med økonomisk globalisering og informasjonssamfunn, markedet stadig mer konkurransedyktig, har produktet priskonkurranse konkurranse fra de tradisjonelle tekniske innholdet i konkurransedyktige, høyteknologiske produkter til det kommersielle markedet, er innovasjon sjelen til bedriftsutvikling. For å tilpasse seg nye endringer i markedet, må selskapene være notert på raskeste hastighet, best kvalitet, lavest pris og best service for å møte behovene til ulike brukere. Ansiktet til uforutsigbare, bærekraftig utvikling, rask endring etterspørselen i markedet, må produksjonen aktiviteter foretak har en høy grad av fleksibilitet, endringer i etterspørselen i markedet rask respons. Med dette for øye, å utforske nye design og produksjon er det viktigste middel for virksomheten å overleve.
Med den raske utviklingen av informasjonsteknologi, er det noen avansert design og produksjonsteknologi, moderne design og produksjon teknologiutvikling er å kontinuerlig absorbere moderne vitenskap og teknologi, digital design og produksjon teknologi, funksjon, intelligens, og nettverk. Virtual teknologi har blitt mest aktive produksjon design teknologi, utvikling, fremme av virtuelle produksjon (Vitrual Manufacturing) dannelse og utvikling, maskiner design, bearbeiding, analyse og produksjon organisering og ledelse av et virtuelt simulering miljø, og dermed datamaskinen på "organisasjoner" og "nå," Sheng Chan, før selve produksjonen av Chan Pindi manufacturability vurdering og andre forhold Jin Xing, Bao Zheng Yicichenggong produksjon, og dermed lavere produksjonskostnader, redusere tid til markedet, Kuaisu respons på markedet, forbedre bedriftens konkurranseevne.
1, innhold og klassifisering av virtuell produksjon
1.1 Betydningen av virtuelle produksjon
Med den raske utviklingen av produksjonsteknologien, har det også betydningen av produksjon av nye, mer omfattende forståelse. Industrien er i samsvar med etterspørselen i markedet, bruk av kunnskap og ferdigheter med verktøy, en effektiv metode, råvarer til ferdige produkter, og for å markedsføre hele prosessen. Virtual Manufacturing (Vitrula Manufacturing VM) refererer til bruken av datamodeller og simuleringer for å oppnå produkt design og produksjonsteknologi, det informasjonsteknologi, simulering teknologi, virtual reality-teknologi og høy ytelse datamaskiner, høyhastighets nettverk å støtte datamaskinen gruppen Gruppen koordinering, for å oppnå produktdesign, prosess planlegging, produksjon, ytelse analyser, kvalitetskontroll og business process management på alle nivåer og kontroll av innholdet i produksjonsprosessen. "Virtual produksjon" Selv om det ikke er det faktiske produksjon, men innså innholdet i selve produksjonsprosessen, er det i produktdesign eller produksjon systemet før det fysiske realisering, kan vi gjennom modellen til å simulere og forutsi framtidige produkt form, funksjon, ytelse Yi Ji machinability og andre sider ved problemet kan eksistere, noe som kan gjøre fremtidsrettede Juece og optimalisere gjennomføringen av programmene til Shi Fa Zhan Dao Zhi Zao full Yubaojieduan teknologi. Virtual industrien er den faktiske produksjonen av innholdet i datamaskinen implementering, er det variasjonen av dataassistert teknologi for produktets livssyklus av omfattende, integrert applikasjon.
Med den faktiske produksjonen av materialet, informasjon, energi konvertering funksjon, det vil si, råvare-innganger, produksjon, informasjon, elektrisitet og andre energikilder, for å produsere de nødvendige produkter og produkt-relatert informasjon. Virtual industrien er selve produksjonen av "substans" og "energi" av informasjon, til den faktiske produksjonen system for informasjon og informasjonsteknologi være "vesentlig" og "energi" for å oppnå, og den faktiske produksjonen i Informasjon om tilsvarende utveksling av virtuelle industrien samtidig som det ikke produserer selve produktene, men det generert informasjon om produkter og produksjon produktinformasjon nødvendig.
Klassifisering av virtuelle produksjon 1,2
Virtuell produksjon og produktutvikling involverer både produksjons-relaterte aktiviteter, men også inkluderer business-relaterte organisasjoner og bedrifter ledelse. Ifølge omfanget av hvilke typer aktiviteter og prosjekter kan deles inn i tre typer virtuelle produksjon: utforming som kjernen i den virtuelle produksjon, for å produsere kjernen i den virtuelle produksjon, for å kontrollere kjernen av virtuelle produksjon.
1). For å designe kjernen i virtuelle produksjon. For å lage en virtuell produksjon som kjernen produksjon informasjon vil introdusere designprosessen, bruke simuleringen til å optimalisere produktdesign, så i design fasen kan utføres på deler eller hele maskinen for produksjon analyse, inkludert prosessering analyse, termodynamisk analyse, kinetisk og kinematisk analyse. Hovedsakelig for å løse "utforming av produkter ut hva" spørsmålet til alle aspekter av produktet ytelse simulering og evaluering;
2). For å produsere kjernen av virtuelle produksjon. Produksjonen vil bli kjernen i virtuelle produksjon simuleringsmodell av produksjonsprosessen ble oppløst for å evaluere og optimalisere produksjonsprosessene til lavkostland rask evaluering av ulike teknologi alternativer, ressursbehov planlegging, produksjon planlegging. Hovedsakelig for å løse "denne organiseringen av produksjonen er rimelig," problemene for å simulere produksjonsprosessen, en vurdering av hver produksjon planen;
3). For å kontrollere kjernen av virtuelle produksjon. Hvis du vil styre kjerneteknologien av virtuelle produksjon vil bli lagt til styre simuleringen modellen og den faktiske behandlingen, realisering av simulering-baserte optimal kontroll. Full utnyttelse av kraften i datastyring av de tradisjonelle rekke instrumenter, funksjoner av digital instrumentering, optimalisering av produksjonslinjen og annen produksjonsvirksomhet i organisasjon og ledelse simulering. Hovedsakelig for å løse "hvordan å kontrollere" problemet.
2, egenskaper virtuelle produksjon
Sammenlignet med den faktiske produksjon, har virtuelle industrien sin egen karakteristikk:
1). Virtualisering. Virtual industrien er ikke den virkelige produksjonsprosessen, ikke den faktiske produksjonen av produkter, ikke den virkelige material-og energiforbruk, gjennom digitale midler til den virkelige dynamiske simulering i produksjonsprosessen for å realisere innholdet i produksjonsprosessen;
2). Basert på digital modell av integrering. Virtual produksjonsprosess avhenger av modell, innebærer modellen et produkt modell, prosess modell, aktivitet modell og ressurs modell. Gjennom disse digitale modeller i datamaskinen integrasjon av produktdesign, produksjon, testing, montering og andre operasjoner, snarere enn de tradisjonelle prototyp av gjentatte endringer;
Tre). For å støtte smidig produksjon. Som hele prosessen med informasjon som er lagret i inne i maskinen, kan i samsvar med brukernes behov eller markedets endrer seg raskt endret design, Rapid Ren produksjon, kan Dafu Du Xin produktutvikling tid komprimering, forbedre kvaliteten og redusere kostnadene;
4). Fordeling av samarbeid. Med datanettverk, lar virtuelle industrien sub er ikke på forskjellige steder med ulike fagfolk i ulike sektorer med et produkt modell for å operere innenfor hver Exchange, informasjonsdeling og redusere det store antallet dokumenter generert Jiqi fordrive tiden og feiling for å gjøre produktet utvikling av mer effektive, høy kvalitet og lav pris måte å reagere på endringer i markedet;
5). Simulering resultater av høy grad av sikkerhet. Virtual industrien er gjennom modellen, effektivitet og andre simulering teknologi for å oppdage produkter utformes eller Zhiding ute av produksjon planlegging, 使得 Yici utvikling av produkter eller en vellykket organisasjon, så det kan virkelig reflektere Shijiduixiang.
3 nøkkel til støtte for virtuelle produksjonsteknologien
Virkelig produksjon virtuelt miljø ved hjelp av en rekke tilgang til informasjon, integrasjon og integrert produksjons miljø som kan kjøre, brukes til å forbedre montering av produkter fra konsept design til dynamisk simulering av alle trinn. Virtual Manufacturing Technology dekker et svært bredt, som miljø av teknologi, egenskapsuttrekking prosess, integrert infrastruktur, arkitektur, produksjon funksjonen dataintegrasjon, tverrfaglige på tvers av funksjonelle, beslutningsstøtte verktøy, grensesnitt-teknologi, virtuell virkelighet, modellering og simulering teknologi det. Etter som tre er kjerneteknologien av virtuelle produksjon.
3.1 Virtual Reality
Virtual Reality (VR Virtual Reality)-teknologi er USA, Jaron Lanier først foreslått i 1989, noe som betyr at teknologien er datamaskinen direkte til visuell, auditiv og taktil og annen informasjon syntese, og be om menneskelige sanseorganene, i menneskelig generert rundt en tredimensjonal virtuelt miljø. Til folket, den virkelige verden og virtuelt rom sammen, integrert med hverandre for utveksling av informasjon og tilbakemeldinger. Virtuell virkelighet-teknologi, eller bygge et system av dens viktigste funksjon er nedsenking (Immersion), interaktiv (Interaction) og begrepet (Fantasien).
Utnyttelse av virtual reality computer grafikk-systemer, ulike display og kontroll grensesnitt enhet, genererer maskinen et interaktivt virtuelt 3D-miljø. Virtual Reality System (VRS) av menneske-maskin-grensesnitt, programvare, teknologi, virtuelle plattformer for å oppnå komponenter. VRS kan brukes for dynamisk simulering av den virkelige verden, gjennom brukermedvirkning input og output endringer i tid i henhold til det virtuelle miljøet, folk har en følelse av innlevelse følelse.
Modellering 3.2
Virtual industrien systemet er en reell produksjon system i et virtuelt miljø kart, er realistisk modellering av produksjonssystemer, formell og abstrakt beskrivelse og sa datastyrt. Virtuell produksjon system modellering, inkludert produksjon modell, produkt-modell og prosessmodell.
(1)-modellen. Kan bli kategorisert i statiske og dynamiske beskrivelse av de to aspektene beskrevet. Statisk beskrivelse av systemet kapasitet og produksjonsegenskapene på beskrivelsen, gitt muligheten for produktdesign, dynamisk beskrivelse av systemet beskrivelsen av dynamisk oppførsel og stat, da er hele produksjonsprosessen fremover;
(2) Produkt-modellen. Produkt-modellen produksjonsprosessen, en samling av ulike enheter i objektmodellen. Virtuell produksjon system for gjennomføring prosessen for å gjøre produktet integrering av alle aktiviteter, må den ha en komplett produkt modell, produkt-modell som inkorporerer både informasjonen beskrevet i produktet struktur, inneholder produktet formen karakteristikkene av statisk informasjon, også interferens sjekk kan utføres , og andre sider ved ytelsen analyse av dynamisk informasjon, er i stand til å kartlegge gjennomføringen av abstrakte metoder som utvinning av produkter all informasjon som kreves for hver aktivitet modell;
(3) prosessmodell. Vil påvirke produksjonsprosessen parametere og funksjoner for å koble produktet design attributtene å reflektere produksjon modellen og samspillet mellom produktet modellen. Prosess-modellen skal ha følgende funksjoner: datasimulering teknologi, produksjon datablad, produksjon planlegging, statistisk modell og de fysiske og matematiske modeller.
3.3 Simulering
Er bruk av datamaskinen simulering av komplekse systemer gjennom abstraksjon og forenkling av virkeligheten danner et system modell, basert på analyse, og deretter kjøre denne modellen for å få en rekke statistiske egenskapene til systemet. Som simuleringsmodell er basert på forskning metoder for objektet, ved hjelp av datamaskinens raske prosessorkraft, kan være en svært kort tid simulering av den faktiske produksjonen tar lang produksjonssyklus, noe som kan korte vedtaket tid, for å unngå økonomiske, menneskelige og tid avfall, og kan gjenta simulering, optimalisering gjennomføring.
Simulering av de grunnleggende trinnene er: studie system, datainnsamling for å lage et system modell * for å identifisere etablering av simuleringsmodell simulering algoritme * Gud * løpe simuleringsmodell produksjon og analyse. Virtuell produksjon system for produktutvikling relatert til produkt modellering og simulering, design prosess planlegging simulering, simulering av den faktiske atferden til produksjonsprosessen, montering prosessimulering, prosessimulering testing for å vurdere design resultatene, tidlig tilbakemelding for å oppnå den designprosessen, redusere eller unngå design feil.
4 Virtual Manufacturing Technology Analysis
Til tross for den virtuelle produksjonsteknologien i de senere årene har oppnådd rask internasjonal utvikling, men for tiden mangler hele prosessen fra produktdesign, virtuell produksjon av en høy grad av atferd, er nedfelt i følgende områder.
4.1 basert på integrerte digital produktmodell teknologien er fremdeles i begrepet fasen
(1) CAD modell av produktinformasjon innholdet er for lav. CAD modell av produktet designprosessen er dannet, mye informasjon (geometri av de ikke-geometriske) må spille inn der det er en viktig datakilde. I virtuelle industrien, mange analyser modeller må trekke fra CAD modell av den aktuelle informasjonen. Imidlertid kan dagens CAD modellgeometri enheter hovedsakelig fra perspektivet å beskrive produktet, langt fra en fullstendig beskrivelse av produkter, gir for lite deling av informasjon;
(2) den eksisterende CAD modellen ikke kan støtte begrepet produktdesign. Nytt produkt design for å gå gjennom konseptuell design, detaljert design, prosess planlegging og produksjon av flere produkter, mens CAD modellen bare støtter den detaljerte utformingen av produkter;
(3) mangel på gode produktinformasjon gjenbruk mekanisme. Siden gjeldende mellom programvaren produktet datautveksling er i hovedsak gjennom et dedikert data grensesnitt for å oppnå denne konverteringen er en enkel kartlegging av data det samme problemet, ikke kan oppnå automatisk konvertering av data mellom modellen og stammer uten tvil økt de virtuelle produksjon produktutvikling kompleksitet.
4.2 produktinnovasjon støtteverktøy er fortsatt ikke fullt ut
(1) mangel på kreative design støttesystem. Produkt Innovasjon er en omfattende vitenskap, ny teknologi, nye materialer, ny teknologi støtte. Virtual produksjonsmiljø for nyskapende design gir en god operativ mekanisme, men videre utvikling av nyskapende organisatorisk design støttesystemer;
(2) mangel på kunnskap og verktøy for virtuell produksjon integrering. Kunnskap kan skape innovative produkter og ny teknologi, produktinnovasjon-orientert kunnskap. Men, som kunnskap representasjon og organisering av kompleksiteten og betydningen av hvordan virtuelle produksjon med integrert digital produktet er et problem som skal løses;
(3) mangel på interaktiv form design og integrering av virtuelle produksjon verktøy.
I dag er den virtuelle produksjonen regnes som de mest lovende produkt innovasjoner. Hvordan løse den generelle posisjonering av produktet, design, interaktiv innføring i produktet formen design og virtuell produksjon med organisk integrere videre studier er nødvendig.
4.3 Digital teknologi produkter
(1) basert på produkt data management (PDM) integrasjon med annen programvare problemer. Digital produktet er kjernen i PDM-teknologi, for tiden, har det vært ulike versjoner av PDM programvare, men mangel på standarder, det resulterende programvare og andre programmer av PDM-systemet integreringsspørsmål. I det virtuelle miljøet, den profesjonelle, til instituttet personalet arbeidet med det samme produktet modell, må løses PDM integrasjon med andre programmer;
(2) virtuell produktutvikling, produkt-data organisasjon system. Virtual produktutvikling produkter generert digital prototyp danner produktet strukturen treet er det nødvendig å reflektere design fasen av byggingen hierarki, montering av produktet sekvens, men også gjenspeiler produksjonsprosessen, produksjon prototyper kan produseres under produktnummeret. Derfor er studiet av virtuelle produktutvikling av produkter for data organisasjon systemet en praktisk nødvendighet;
(3) og det digitale produktet modellen data organisasjon og ledelse.
Produkter, herunder etablering av digitale produkter, digital modell og tilhørende indikatorer, blant annet strukturelle analyser, kinematikk analyse, dynamisk analyse, termisk analyse resultater for produktet formen gir en teoretisk basis, og produkt ytelsen bli omvendt. Hvordan effektivt adressere data organisasjon og ledelse, så effektivt for behovet til virtuelle industrien er forskningen fokus.
4.4 Fremstilling prosessimulering modellering metoder og teknikker
Fysisk modell basert på produksjonsprosessen simulatorteknologi har vært mye brukt, mens modellering metoder og modellering teknikker ennå gjennombrudd.
(1) virtuelle maskinering verktøy for å bli bedre. I dag kan mange kommersiell programvare være "machinability" rating, men et stort antall virtuelle produksjon forskning og utvikling må den virtuelle prosessen analyseverktøy, som for eksempel en funksjon av skjæring styrke på maskinering prosessimulering system;
(2) den grunnleggende teorien for virtuell montering. VM virtuelle med toleranse analyse og syntese teknikker også mangel på teoretisk fundament, modellen generasjon og toleranse på ISO-standarden, form og posisjon toleranse for støtten er det fortsatt mange problemer, det presserende behovet for å møte;
(3) oppsettingen planlegging av videre studier. Den nåværende virtuelle oppsettingen planlegging basert på forskning har betydelige begrensninger, det viktigste betyr: vurderer bare oversettelsen langs aksen retningen, altfor Jian Dan montering 运动, uthevelse Yu geometriske data, Gong Cheng semantisk kunnskap om 利用 有待 加强; montering sekvens ikke utbredt og ensartet utvalgskriterier;
(4) virtuell testing teknologi. Vellykket bruk av virtuelle test er en "virtuell produktutvikling," nøkkelen til teknologi er viktig. Når alle aspekter ved databehandling, testingen og effekt aspekter blitt viktige faktorer som påvirker effektiviteten.
5 Konklusjon
Fra den faktiske produksjonen av "virtuelle produksjonen" inn i den internasjonale industrien i markedsføringen av informasjonsteknologi de mest betydelige endringene skjedde. Virtuell produksjon i industrialiserte land som USA, Tyskland, Japan, osv., har vært varierende grad av omfattende forskning og anvendelse. I Kina har Tsinghua University, Beijing University of Aeronautics Air avsky, Harbin Institute of Technology undervisning enheter og annen forskning også utført forskning på dette området. Nåværende forskning fokuserer på virtuelle industrien søknader er basert på retning av tre-dimensjonale virtuelle produktdesign, prosess-simulering og montering av produktet simulering for å studere hvordan å generere produkter med høy pålitelighet av virtuelle prototyper, produktdesign scenen for å oppnå en høyere grad av tillit til å forutsi Utformingen av det endelige produktet ytelse og manufacturability. Med dype forskning og relaterte teknologier fortsette å utvikle virtuelle industrien vil bli mer utbredt.