从产品生产的全过程来看,虚拟制造应包括产品的可制造性、可生产性和可合作性的支持。可制造性指所设计的产品(包括零件、部件和整机)的可加工性(铸造、冲压、焊接及切削等)和可装配性;可生产性指在企业已有资源(广义资源,如设备、人力及原材料等)的约束条件下,如何优化生产计划和调度,以满足市场或顾客的要求;虚拟制造还应对敏捷制造提供支持,即为企业动态联盟的可合作性提供支持。因此,从三个平台,即虚拟制造平台、虚拟生产平台和虚拟企业平台,开展产品全过程的虚拟制造技术及其集成的虚拟制造环境的研究,包括产品全信息模型、支持各层次虚拟制造的技术并开发相应的支撑平台、支持三个平台及其集成的产品数据管理技术。
1.虚拟制造平台
该平台支持产品的并行设计、工艺规划、加工、装配及维修等过程,进行可制造性分析。它是以全信息模型为基础的众多仿真分析软件的集成。虚拟制造平台应具有统一的框架、统一的数据模型,并具有开放的体系结构。它具有以下特征:
1)支持虚拟制造的产品数据模型提供虚拟制造环境下产品全局数据模型定义的规范、多种产品信息(设计信息、几何信息、加工信息及装配信息等)的一致组织方式的环境。
2)基于产品数据管理(PDM)的虚拟制造集成技术提供在PDM环境下,虚拟制造平台及虚拟生产平台及虚拟企业平台的集成技术环境。
3)基于PDM的产品开发过程集成提供PDM应用接口技术及过程管理技术,实现虚拟制造环境下产品开发全生命周期的过程集成。
2.虚拟生产平台
该平台支持生产环境的布局设计及设备集成、产品远程虚拟测试、企业生产计划及调度的优化,进行可生产性分析。(www.daowen.com)
1)虚拟生产环境布局。根据产品的工艺特征、生产场地和加工设备等信息,三维真实地模拟生产环境,并允许用户交互地修改有关布局,对生产动态过程进行模拟,统计相应评价参数,对生产环境的布局进行优化。
2)虚拟设备集成。为不同厂家制造的生产设备实现集成提供支撑环境,对不同集成方案进行比较。
3)虚拟计划与调度。根据产品的工艺特征和生产环境布局,模拟产品的生产过程,并允许用户以交互方式修改生产过程和进行动态调度,统计有关评价参数,以找出最满意的生产作业计划与调度方案。
3.虚拟企业平台
被预言为21世纪制造模式的敏捷制造,以虚拟企业的形式,实现劳动力、资源、资本、技术、管理和信息等的最优配置,这给企业的运行带来了一系列新的技术要求。虚拟企业平台为敏捷制造提供可合作性分析支持。
1)虚拟企业协同工作环境支持异地设计、异地装配及异地测试的环境,特别是基于广域网的三维图形的异地快速传送、过程控制及人机交互等环境。
2)虚拟企业动态组合及运行支持环境,特别是Internet与Intranet下的系统集成与任务协调环境。
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