正文 第55章 管理綜合革命篇(14)(1 / 3)

虛擬製造是一種新的製造技術,它以信息技術、仿真技術和虛擬現實技術為支持。虛擬製造技術涉及麵很廣,諸如環境構成技術、過程特征抽取、元模型、集成基礎結構的體係結構、製造特征數據集成、多學科交駐功能、決策支持工具、接口技術、虛擬現實技術、建模與仿真技術等。其中後三項是虛擬製造的核心技術。

一、虛擬製造的特點

計算機軟硬件技術和網絡技術的廣泛應用,使虛擬製造具備了以下幾個特點:

1.無須製造實物樣機就可以預測產品性能,從而節約了製造成本,縮短了產品開發周期。

2.產品開發中可以及早發現問題,及時反饋和更正。

3.以軟件模擬形式進行產品開發。

4.企業管理模式基於Intranet或Internet,整個製造活動具有高度的並行性。

二、虛擬製造的分類

1.以設計為中心的虛擬製造。它強調以統一製造信息模型為基礎,對數字化產品模型進行仿真與分析、優化,對產品的結構性能、運動學、動力學、熱力學方麵和可裝配性進行分析,以獲得對產品的設計、評估與性能預測的結果。

2.以生產為中心的虛擬製造。它是在企業資源的約束下,對企業的生產過程進行仿真,對不同的加工過程及其組合進行優化。它對產品的“可生產性”進行分析與評價,對製造資源和環境進行優化組合,通過提供精確的生產成本信息來對生產計劃與調度進行合理化決策。

3.以控製為中心的虛擬製造。它將仿真技術引入控製模型,提供模擬實際生產過程的虛擬環境,使企業在考慮車間控製行為的基礎上對製造過程進行優化控製。

以上三種虛擬製造分別側重於製造過程的不同方麵。但它們都以計算機建模、仿真技術為一個重要的實現手段,通過對製造過程進行統一建模,用仿真技術支持設計過程、模擬製造過程並進行成本估算和生產調度。

三、虛擬製造的主要作用

虛擬製造技術的應用將會對未來製造業的發展產生深遠影響,它的重大作用主要表現為:

1.運用軟件對製造係統中的五大要素(人、組織管理、物流、信息流、能量流)進行全麵仿真,使之達到了前所未有的高度集成,為先進製造技術的進一步發展提供了更廣闊的空間,同時也推動了相關技術的不斷發展和進步。

2.可以加深人們對生產過程和製造係統的認識和理解,有利於對其進行理論升華,更好地指導實踐,即對生產過程、製造係統整體進行優化配置,推動生產力的巨大飛躍。

3.在虛擬製造與現實製造的相互影響和作用過程中,可以全麵改進企業的組織管理工作,而且對做出正確決策有不可估量的貢獻。例如:可以對生產計劃、交貨期、生產產量等做出預測,及時發現問題並改進現實製造過程。

4.虛擬製造技術的應用將加快企業人才的培養速度。我們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培養起到了良好作用,虛擬製造也會產生類似的作用。例如:可以對生產人員進行操作訓練、訓練對異常事件的應急處理等。

虛擬製造在工業發達國家,如美國、德國、日本等已有了不同程度的研究和應用。在這一領域,美國處於國際研究的前沿。福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司在新型汽車的開發中已經應用了虛擬製造技術,大大縮短了產品的發布時間。波音公司設計的777型大型客機是世界上首架以三維無紙化方式設計出的飛機。它的設計成功成為虛擬製造從理論研究轉向實用化的一個裏程碑。

在我國,清華大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學等科研教學單位也已經開展了這一領域的研究工作。當前我國虛擬製造應用的重點研究方向是基於我國國情,進行產品的三維虛擬設計、加工過程仿真和產品裝配仿真,主要研究如何生成可信度高的產品虛擬樣機,在產品設計階段能夠以較高的置信度預測所設計產品的最終性能和可製造性。在對產品性能具有高科技含量要求的行業中,如航空航天、軍事、精密機床、微電子等領域,隨著研究的不斷深入和相關技術的發展,虛擬製造必將得到日益廣泛的應用。

虛擬製造技術的廣泛應用將從根本上改變現行的製造模式,對相關行業也將產生巨大影響,可以說虛擬製造技術決定著企業的未來,也決定著製造業在競爭中能否立於不敗之地。