Inledning
Tillsammans med den ekonomiska globaliseringen och informationssamhället av marknaden alltmer konkurrensutsatt, har produkten priskonkurrens konkurrensen från den traditionella tekniska innehållet i konkurrens, högteknologiska produkter i det ordinarie marknaden är innovation själen i företagets utveckling. För att anpassa sig till nya förändringar på marknaden måste företagen vara noterade på den snabbaste hastigheten, bästa kvalitet, lägsta kostnad och bästa service för att tillgodose behoven hos olika användare. Den sida av oförutsägbara, hållbar utveckling, snabbt föränderlig efterfrågan på marknaden, måste produktionen av företagen har en hög grad av flexibilitet, förändringar i efterfrågan på marknaden snabba insatser. Därför utforskar nya design och tillverkning viktigaste för verksamheten överlevnad.
Med den snabba utvecklingen av informationsteknik, det finns vissa avancerade konstruktion och tillverkningsteknik, modern design och tillverkning av teknisk utveckling är att kontinuerligt tillgodogöra sig modern vetenskap och teknik, digital design och tillverkningsteknik, funktionalitet, intelligens och nätverk. Virtuell teknik har blivit den mest aktiva av tillverkningen design teknik, det har bidragit till den virtuella tillverkning (Vitrual tillverkning) för bildandet och utvecklingen av mekanisk produktdesign, behandling, analys 以及 生产 organisation och ledning ger en virtuell till simuleringsmiljö, så att datorn "organisation" och "uppnå" produktion, innan själva produktionen av produkter som tillverkningsmöjligheter bedömning för att säkerställa en framgångsrik produktion, vilket minskar produktionskostnaderna, minska tiden till marknaden, snabb svar på marknaden, förbättra företagens konkurrenskraft.
1, innehåll och klassificering av virtuell tillverkning
1,1 Innebörden av virtuell tillverkning
Med den snabba utvecklingen av produktionsteknik, har det också klang av tillverkning av nya, mer omfattande förståelse. Tillverkningen sker i enlighet med efterfrågan på marknaden, färdiga att använda kunskaper och färdigheter, använda verktyg, med hjälp av en effektiv metod, och råvaror till produkter för marknaden som helhet. Virtual Manufacturing (Vitrula tillverkning VM) avses användningen av datormodeller och simulering för att uppnå produktdesign och produktionsteknik, informationsteknik, simuleringsteknik, virtual reality-teknik och högpresterande datorer, snabba nätverk för att stödja datorn gruppen grupp samordning för att uppnå produktdesign, process planering, tillverkning, prestanda analys, kvalitetskontroll och hantering av affärsprocesser på alla nivåer och styra karaktären av tillverkningsprocessen. "Virtuell tillverkning" Fastän det inte är själva tillverkningen, men insåg typen av själva tillverkningsprocessen, vilket i produktens konstruktion eller tillverkning systemet innan den fysiska realiseringen, vi kan genom modellen för att simulera och förutsäga framtida produkt form, funktion, prestanda och processbarhet och andra möjliga problem, vilket kan göra framåtblickande beslutsfattande och optimera genomförandet av programmet, så att utvecklingen av produktionsteknologi till hela prognosperioden. Virtual tillverkningen är själva tillverkningen av vilken typ av dator genomförande, är det en mängd olika datorstödd teknologi för produktens livscykel för integrerad omfattande användning.
Med den faktiska tillverkningen av det material, information, energiomvandling funktion, det vill säga råvara insatsvaror, produktion, information, el och annan energi, för att producera de varor som efterfrågas och produktrelaterad information. Virtuell tillverkning är den faktiska produktionen av "ämne" och "energi" av information, att den faktiska produktionen system för information och informationsteknik som "material" och "energi" för att uppnå och den faktiska produktionen Information om motsvarande system för virtuell tillverkning utan att producera själva produkterna, men det genererade information om produkten och tillverkning produktinformation behövs.
1,2 Klassificering av virtuell tillverkning
Virtuell tillverkning och produktutveckling som omfattar både tillverknings-relaterad verksamhet, men innehåller också de organisatoriska och förvaltning med anknytning till verksamheten. Enligt omfattningen av vilka typer av verksamheter och projekt kan delas in i tre typer av virtuella tillverkning: mönstret vara kärnan i den virtuella tillverkningen, att framställa kärnan i den virtuella tillverkningen, för att kontrollera kärnan i virtuell tillverkning.
1). Utforma kärnan i virtuell tillverkning. Att utforma, eftersom kärnan i den virtuella Manufacturing kommer att införa konstruktionsinformation process tillverkning, användning simulering för att optimera produktens design, havsål på projektstadiet eller maskin kan utföras på Ling Jian tillverkningsmöjligheter analys, inklusive analys av processteknik, termodynamiska analyser, kinetisk och kinematisk analys. Främst för att lösa "produkter avsedda vad" fråga till alla aspekter av produktens prestanda simulering och utvärdering;
2). För att producera kärnan i virtuell tillverkning. Produktionen kommer att vara i centrum för virtuell tillverkning simuleringsmodell av produktionsprocessen var lösa upp för att utvärdera och optimera produktionsprocesser till låg kostnad snabb bedömning av olika tekniska lösningar, resursbehov planering, produktionsplanering. Främst för att lösa "denna organisation av produktionen är rimligt", de frågor för att simulera produktionsprocessen, en bedömning av varje produktion plan;
3). För att kontrollera kärnan i virtuell tillverkning. För att kontrollera kärnan i den virtuella tillverkningen simuleringsteknik kommer att läggas till kontroll modellen och den faktiska behandlingen, förverkligandet av simuleringsbaserade optimal kontroll. Full nytta av energisparfunktioner för datorer av olika traditionella styrmedel, instrumentering funktion av digitalisering, och optimera produktionen produktionsinriktning organisation och förvaltning för simulering. Main lösning "Så här styr" fråga.
2, egenskaper virtuell tillverkning
Jämfört med den faktiska tillverkningsprocessen har virtuell tillverkning sina egna särdrag:
1). Virtualisering. Virtuell tillverkning är inte den verkliga produktionsprocessen, producerar inte själva produkten, inte den verkliga material-och energiförbrukning via digital väg till den verkliga dynamisk simulering i tillverkningsprocessen för att förverkliga den typ av tillverkningsprocess,
2). Baserat på digital modell av integration. Virtuella tillverkningsprocessen beroende på modell, innebär modellen en modell, processmodell, aktivitet modell och resurs modell. Genom dessa digitala modeller i datorn integrationen av produktens konstruktion, tillverkning, provning, montering och övrig verksamhet, snarare än vad de traditionella prototyp av upprepade ändringar;
3). Stödja vig tillverkning. Eftersom hela processen av information som lagras på en dator, till marknaden som baseras på användarnas behov snabbt på förändringar eller modifikationer design, snabb i produktion, i stor utsträckning komprimera tid att utveckla nya produkter, förbättra kvaliteten, minska kostnaderna,
4). Distribution av samarbete. Till datornät som är virtuell tillverkning Ke Shi Fen inte på olika platser, olika avdelningar olika yrkesgrupper att arbeta samtidigt med en modell, utbyte, informationsutbyte, minska det stora antalet dokument generering och leverans tid och fel, så att produkter utveckling av mer effektiv, hög kvalitet, låg kostnad sätt att reagera på marknadens förändringar;
5). Simuleringsresultat höga förtroende. Virtuell tillverkning genom modellen, verkan och andra simuleringsteknik för att upptäcka utforma produkter eller arbete ur produktion, produktutveckling eller produktion gör en framgångsrik organisation, så det kan verkligen återspeglar den faktiska objektet.
3 viktiga stöd för virtuella tillverkningsteknik
Virtuell tillverkning virtuell miljö med hjälp av en mängd information tillträde, integration och integrerade tillverkning miljö som kan köra, användas till att förbättra sammansättning av produkter från konceptdesign till dynamisk simulering av alla stadier. Virtuella tillverkningsteknik omfattar ett mycket brett, såsom miljön kan orsaka tekniska, processen för feature extraction, integrerad infrastruktur Jiegou den Tiji struktur, tillverkning data funktionen integration, multi-Xue Ke kors Gongneng, beslutsstöd verktyg, gränssnitt teknik, virtuell verklighet, modellering och simulering teknik och så vidare. Efter varav tre kärnteknologin i virtuell tillverkning.
3,1 Virtual Reality
Virtual Reality (Virtual Reality VR) är USA, Jaron Lanier föreslogs för första gången 1989, vilket betyder att tekniken är datorn direkt till det visuella, hörbara och förnimbara och annan information syntes, och snabbt för den mänskliga sinnesorganen, i mänskliga Cirka en tredimensionell virtuell miljö. Till folket, den verkliga världen och virtuella rymden tillsammans, integreras med varandra för informationsutbyte och återkoppling. Virtual reality-teknik, eller bygga upp ett system av dess viktigaste funktion är det nedsänkning (Immersion), interaktiv (interaktion) och begreppet (Imagination).
Utnyttjande av virtuell grafik verklighet datorsystem, olika språkversioner och kontroll Kortläsaren, visas en interaktiv 3D virtuella miljön. Virtual Reality System (VRS) av människa-maskin gränssnitt, programvara, teknik, virtuella plattformar datoranvändning för att uppnå komponenter. VRS kan användas för dynamisk simulering av den verkliga världen, genom användarinteraktion input och förändringar produktionen i tid enligt den virtuella miljön, människor har en känsla av nedsänkning känsla.
3,2 Modeling
Virtuell tillverkning system är en verklig tillverkningssystem i en virtuell miljö karta, är realistiskt modellering av tillverkningssystem, formell och abstrakt beskrivning och sa datoriserad. Virtuell tillverkning systemmodellering, inklusive produktion modell, produktmodell och process modell.
(1) produktionsmodellen. Kan delas in i statiska och dynamiska beskrivning av de två aspekter som beskrivs. Statisk beskrivning av systemets kapacitet och egenskaper produktion av beskrivningen, ges möjlighet att produktdesign, dynamisk beskrivning av systemets tillstånd beskrivning av dynamiska beteende och sedan förutsäga hela processen av produktionen,
(2) Produkt modell. Produktmodell tillverkningsprocessen, olika typer av enheter, uppsättning av objektmodellen. Virtuell tillverkning systemet för genomförande processen för att göra produkten integrering av all verksamhet, måste den ha en komplett modell; beskriver produktmodell den information som innehåller både produkt-struktur och produktens egenskaper form av statisk information, även omfattar störningar kontroll kan utföras , prestanda är analys av dynamisk information och så vidare, förmågan att kartan, extraherade genomförandet av de abstrakta och andra produkter all information som krävs för varje verksamhet modellen;
(3) processmodeller. Kommer att påverka tillverkningsprocessen parametrar och funktioner för att koppla produktdesign attribut för att återspegla produktionsmodellen och samspelet mellan modell. Process modell måste ha följande egenskaper: teknik datorsimulering, tillverkning datablad, produktionsplanering, statistiska modellen och den fysiska och matematiska modeller.
3,3 Simulering
Är tillämpningen av datorsimulering av komplexa system genom abstraktion och förenkling av verkligheten utgör ett system modell, baserad på en analys och sedan köra den här modellen för att få en rad statistiska egenskaper av systemet. Eftersom simuleringsmodellen är inriktade på forskning Fangfa med hjälp av en dators snabb processorkraft, Ke Yi mycket kort simulera den faktiska produktionen tar lång tid i produktionscykeln, att kan Suoduanjuece Shi Jian Yin Er, att detta ekonomiska, mänskliga och tid avfall, och upprepa simulering, optimering genomförande.
Simulering av de grundläggande stegen är: studier, insamling av uppgifter för att skapa ett * system modell för att identifiera inrättandet av simuleringsmodellen simulering algoritm * Gud * kör simuleringsmodell resultat och analys. Virtuell tillverkning system för produktutveckling i samband med produktutveckling modellering och simulering, design processplanering simulering, simulering av det faktiska beteendet i produktionsprocessen, montering processimulering, process tester simulering för att utvärdera resultaten av formgivningen, för designprocessen uppnå tidig feedback, minska eller undvika design fel.
4 Virtual tillverkningsteknik Analys
Trots den virtuella tillverkningsteknik på senare år har uppnått en snabb internationell utveckling, men för närvarande saknar hela processen från produktutveckling, virtuell tillverkning av en hög grad av beteende, vilket framgår av följande områden.
4,1 bygger på integrerad digital modell teknik är fortfarande i konceptfasen
(1) CAD-modell av information i varan låg. CAD-modell av produkten designprocessen bildas, en mängd information (geometri av den icke-geometriska) behöver för att spela in där det är en viktig datakälla. I virtuell tillverkning, många analyser modeller måste utdrag ur CAD-modellen i relevanta uppgifter. Däremot kan den nuvarande CAD-modellen geometri enheter huvudsakligen ur beskriva produkten långt ifrån heltäckande beskrivning av produkter, ges för lite utbyte av information;
(2) befintliga CAD-modellen inte kan stödja ett koncept för produktdesign. Ny produktdesign gå igenom konceptuell design, detaljerad design, process-planering och tillverkning av olika produkter, medan CAD-modellen bara stödjer den detaljerade utformningen av produkten,
(3) bristen på bra produktinformation återanvändning mekanism. Eftersom den nuvarande mellan de olika produkterna programvara för utbyte av uppgifter är i huvudsak genom en särskild data gränssnitt för att uppnå denna omvandling är en enkel kartläggning av data samma problem, inte kan uppfylla automatisk konvertering av data mellan modell och därav ingen tvekan höjt virtuell utveckling tillverkning product komplexitet.
4,2 Produktinnovation stödverktyg är fortfarande inte helt
(1) brist på kreativ design stödsystem. Product Innovation är en omfattande vetenskap, ny teknik, nya material, ny teknik support. Virtuell tillverkning miljö för innovativa design ger ett bra fungerande system, men ytterligare utveckling av innovativa organisatoriska system design stöd;
(2) brist på kunskap i kombination med den virtuella tillverka verktyg. Kunskap kan skapa innovativa produkter och ny teknik, produktutveckling inriktad kunskap. Men som för representation och organisation av komplexiteten och betydelsen av hur virtuell tillverkning med integrerad digital produkt är ett problem att lösa;
(3) avsaknaden av interaktiv form design och integration av virtuella tillverka verktyg.
För närvarande är den virtuella tillverkningen anses vara den mest lovande produktinnovationer. Hur löser den övergripande positioneringen av produkt, design, interaktiv presentation av produkten form design och virtuell tillverkning med ekologiskt integrera ytterligare studier behövs.
4,3 Digital Technology Products
(1) baserat på product data management (PDM) integration med annan programvara frågor. Digital produkt är kärnan i PDM-teknik, som för närvarande har det funnits olika versioner av PDM-programvara, men bristen på standarder, leder program och andra tillämpningar av PDM-frågor systemintegration. I den virtuella miljön, den professionella, till institutionen personal arbetar på samma modell, måste lösas PDM-integrering med andra tillämpningar;
(2) virtuell produktutveckling, data organisatoriska system. Virtuell produktutveckling produkter genereras digital prototyp form produkten strukturträdet är det nödvändigt att spegla konstruktionsfasen av konstruktionen hierarkin, produkt montering sekvens utan speglar också produktionen, tillverkning prototyper kan tillverkas under produktnummer. Därför är studiet av virtuell produktutveckling av produkter för data organisationssystem en praktisk nödvändighet;
(3) och den digitala modell data i organisation och ledning.
Produkter, digitala produkter, däribland inrättandet av numeriska modeller och tillhörande indikatorer prestanda, inklusive strukturell analys, kinematik analys, dynamisk analys, termisk resultat analys, produkter ger den teoretiska grunden för stereotyper och omvandla prestanda. Hur man effektivt ta itu med de uppgifter organisationen och ledningen, så effektivt för att möta behoven av virtuella tillverkningen är forskningsinriktning.
4,4 Tillverkningsprocess simuleringsmodell metoder och tekniker
Fysik simulering modell av tillverkningsprocessen har ofta använts, men att modellera metoder och tekniker modellering ännu genombrott.
(1) virtuell bearbetning verktyg som skall förbättras. För närvarande kan många kommersiella programvaror vara "skärbarhet" betyg, men ett stort antal virtuella tillverkning forskning och utveckling måste den virtuella verktyg processanalys, såsom analysfunktioner med behandlingen av klippsystem kraft simulering etc.
(2) virtuell montering av grundforskning. Virtuell tillverkning virtuell med tolerans analys och syntes saknar också teoretisk grund, i modellen generationen och ISO-standard toleranser, geometriska toleranser för stöd det finns många problem, det akuta behovet av att lösa;
(3) monteringen planering av fortsatta studier. Den nuvarande virtuella monteringen planering baserat på forskning har betydande begränsningar, det viktigaste medlet: bara beakta riktning översättning längs axeln, är monteringen av träningsprogrammet för lätt, betoning på geometri, Gong Cheng semantisk kunskap om användning förbättras, montering sekvens Urvalskriterierna är inte tillräckligt omfattande och enhetligt;
(4) virtuell testning teknik. Framgångsrik tillämpning av virtuella test är en "virtuell produktutveckling," nyckeln till teknik är nödvändig. När alla aspekter av datorisering, testning och effekt aspekter blir viktiga faktorer som påverkar effektiviteten.
5 Slutsats
Från den faktiska tillverkningen av "virtuell tillverkning" i det internationella tillverkningsindustrin i främjandet av informationsteknologi större förändringar skett. Virtuell tillverkning i industriländer som USA, Tyskland, Japan osv, har mycket varierande grader av forskning och tillämpning. I Kina har Tsinghua University, Beijing University of Aeronautics Air äckel, Harbin Institute of Technology lektioner och annan forskning också utfört forskning på detta område. Nuvarande forskning är inriktad på virtuell tillverkning tillämpningar bygger på inriktningen av tredimensionell virtuell produktdesign, processimulering och produkt montering simulering för att studera hur man tar fram produkter med hög tillförlitlighet i den virtuella prototypen, produktdesignen för att uppnå en högre grad av förtroende för att förutsäga Utformningen av den slutliga produktens prestanda och tillverkningsmöjligheter. Med djupa forskning och relaterad teknik fortsätta att utveckla den virtuella tillverkningen kommer att användas mer.