基于网络的虚拟技术在现代制造业中的应用研究

在经济全球化、贸易自由化和社会信息化的新形势下，制造业的经营战略发生了很大的变化，TQCS成为现代制造企业适应市场需求，提高竞争力的关键因素。即以最快的上市速度(T-Time to Market)、最好的质量(Q-Quality)、最低的成本(C-Cost)、最优的服务(S-Service)来满足不同顾客的需求。如何利用新技术所提供的机遇，抓住用户需求，以最短的时间开发出用户能够接受的产品，已成为市场竞争的焦点。

面对激烈的国际竞争，为迎接中华民族的伟大复兴，国家对制造企业提出了宏伟目标，即要求国内骨干企业尽快着手信息化工作，2010年到2015年大中型企业要达到国际先进的信息化制造水平。实际上，信息化不仅是政策的约束，更是市场的驱使，随着市场经济全球化的进程，信息化制造将成为现代制造企业追求的重要目标之一。

、信息化制造

信息化制造是以虚拟制造和大规模定制生产为标准的，只有基本上实现了从产品设计、开发、生产制造和流通以至产品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基础E的先进制造模式和信息化内容才能叫做信息化制造。

随着计算机、自动化及网络技术在制造系统中的应用，信息技术对制造技术发展的作用目前已占到第一位。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。信息技术使现代制造的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术也促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。

为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化做出快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产做出合理的调整与重新规划。面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性。计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。基于这些因素，概念设计、并行工程、智能制造、敏捷制造等多种有关先进制造技术的新思想、新概念相继诞生。虚拟制造(VirtualManufacture)就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式。

虚拟制造技术

虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，缩短设计开发周期，降低开发成本，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而提高企业的快速响应能力，增强企业的市场竞争优势。也就是说虚拟制造是对实际制造进行抽象、分析、综合、得到实际产品的全数字化模型，其最终目标是反作用于实际制造过程，用来指导生产实践。

虚拟制造技术可以分为三大类：一是以设计为中心的虚拟制造技术；二是以生产为中心的虚拟制造技术；三是以控制为中心的虚拟制造技术。

以设计为中心的虚拟制造以设计为中心的虚拟制造是将制造信息加人到产品设计与工艺设计过程中，并在计算机中进行”制造”，仿真多种制造方案和产生许多” 软”的模型，为设计者提供一个设计产品和评估产品可制造性的环境。它的主要支持技术包括特征造型、面向数学的模型设计及加工过程的仿真技术。主要应用领域包括造型设计、热力学分析、运动学分析、动力学分析、容差分析和加工过程仿真。

以生产为中心的虚拟制造以生产为中心的虚拟制造是将仿真能力加人到生产过程模型中，其目的是方便和快捷地评价多种加工过程，检验新工艺流程的可信度、产品的生产效率、资源的需求状况(包括购置新设备、征询盟友等)，从而优化制造环境的配置和生产的供给计划。它的主要支持技术包括虚拟现实技术和嵌人式仿真技术，其应用领域包括工厂或产品的物理布局及生产计划的编排。

以控制为中心的虚拟制造以控制为中心的虚拟制造是将仿真能力增加到控制模型和实际的生产过程中，模拟实际的车间生产，评估车间生产活动，达到优化制造过程的目的。它的主要支持技术有：对离散制造一基于仿真的实时动态调度；对连续制造一基于仿真的最优控制。