來(lái)源：中華機(jī)械網(wǎng) K+"3He  
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當(dāng)今制造業(yè)正朝著精密化、自動(dòng)化、柔性化、集成化、信息化和智能化的方向發(fā)展，隨著這個(gè)趨勢(shì)，誕生了許多先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式。 Ve${g`7&  
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　　虛擬制造就是根據(jù)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求，在強(qiáng)調(diào)柔性和快速的前提下，美國(guó)80年代提出的，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在90年代得到人們的重視，并獲得迅速的發(fā)展。 RA?_j$  
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    虛擬制造VM  $@O?  
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　　虛擬制造（VM：Virtual Manufacturing）是對(duì)真實(shí)產(chǎn)品制造的動(dòng)態(tài)模擬，是一種在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行而不消耗物理資源的模擬制造軟件技術(shù)。它具有建模和仿真環(huán)境，使產(chǎn)品從生產(chǎn)過(guò)程、工藝計(jì)劃、調(diào)度計(jì)劃、后勤供應(yīng)以及財(cái)會(huì)、采購(gòu)和管理等一種集成的、綜合的制造環(huán)境，在真實(shí)產(chǎn)品的制造活動(dòng)之前，就能預(yù)測(cè)產(chǎn)品的功能以及制造系統(tǒng)狀態(tài)，從而可以作出前瞻性的決策和優(yōu)化實(shí)施方案。 yEk|(6+^  
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　　為了更細(xì)致地了解VM的含義，美國(guó)在一次專業(yè)會(huì)議上對(duì)3種類型的VM作如下解釋［1］：①以設(shè)計(jì)為中心的VM，這類VM是將制造信息加入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字化制造，仿真多種制造方案，評(píng)估各種生產(chǎn)情景，通過(guò)仿真制造來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，以便作出正確決策。②以生產(chǎn)為中心的VM，這類VM是將仿真能力加到生產(chǎn)計(jì)劃模型中，以便快捷化評(píng)價(jià)生產(chǎn)計(jì)劃，檢驗(yàn)工藝流程、資源需求狀況以及生產(chǎn)效率，從而優(yōu)化制造環(huán)境和生產(chǎn)供應(yīng)計(jì)劃。③以控制為中心的VM，這類VM是將仿真能力加到控制模型中，提供對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的仿真環(huán)境，即將機(jī)器控制模型用于仿真，其目標(biāo)是實(shí)際生產(chǎn)中的過(guò)程優(yōu)化，改進(jìn)制造系統(tǒng)。 MV2$
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　　虛擬制造是一種新的制造技術(shù)，它以信息技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支持。虛擬制造技術(shù)涉及面很廣，諸如環(huán)境構(gòu)成技術(shù)、過(guò)程特征抽取、元模型、集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)、制造特征數(shù)據(jù)集成、多學(xué)科交駐功能、決策支持工具、接口技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、建模與仿真技術(shù)等。其中后3項(xiàng)是虛擬制造的核心技術(shù)。 oUO3,2bn  
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    1　建模技術(shù) y4l-o  

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　　虛擬制造系統(tǒng)VMS（Virtual Manufacturing System)是現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)RMS（Real Manufacturing System)在虛擬環(huán)境下的映射，是RMS的模型化、形式化和計(jì)算機(jī)化的抽象描述和表示。VMS的建模應(yīng)包括：生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型的信息體系結(jié)構(gòu)。 V'tR \b  
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　�。�1）生產(chǎn)模型　可歸納為靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)描述兩個(gè)方面。靜態(tài)描述是指系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。動(dòng)態(tài)描述是指在已知系統(tǒng)狀態(tài)和需求特性的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程。 `wZ  
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    （2）產(chǎn)品模型　是制造過(guò)程中，各類實(shí)體對(duì)象模型的集合。目前產(chǎn)品模型描述的信息有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明細(xì)表、產(chǎn)品形狀特征等靜態(tài)信息。而對(duì)VMS來(lái)說(shuō)，要使產(chǎn)品實(shí)施過(guò)程中的全部活動(dòng)集成，就必須具有完備的產(chǎn)品模型，所以虛擬制造下的產(chǎn)品模型不再是單一的靜態(tài)特征模型，它能通過(guò)映射、抽象等方法提取產(chǎn)品實(shí)施中各活動(dòng)所需的模型。 'IFA>}e7
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　　（3）工藝模型　將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來(lái)。以反應(yīng)生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能：計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表、制造規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)模型以及物理和數(shù)學(xué)模型。 IaQm)"Z  
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    2　仿真技術(shù) /KNR;n'  
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　　仿真就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計(jì)性能。由于仿真是以系統(tǒng)模型為對(duì)象的研究方法，而不干擾實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，同時(shí)仿真可以利用計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力，用很短時(shí)間模擬實(shí)際生產(chǎn)中需要很長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)周期，因此可以縮短決策時(shí)間，避免資金、人力和時(shí)間的浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)還可以重復(fù)仿真，優(yōu)化實(shí)施方案。 v*0J6<  
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　　仿真的基本步驟為：研究系統(tǒng)→收集數(shù)據(jù)→建立系統(tǒng)模型→確定仿真算法→建立仿真模型→運(yùn)行仿真模型→輸出結(jié)果并分析。 A FBH(ms't  
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　　產(chǎn)品制造過(guò)程仿真，可歸納為制造系統(tǒng)仿真和加工過(guò)程仿真。虛擬制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)涉及到產(chǎn)品建模仿真、設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)劃仿真、設(shè)計(jì)思維過(guò)程和設(shè)計(jì)交互行為仿真等，以便對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程早期反饋，減少或避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。加工過(guò)程仿真，包括切削過(guò)程仿真、裝配過(guò)程仿真，檢驗(yàn)過(guò)程仿真以及焊接、壓力加工、鑄造仿真等。目前上述兩類仿真過(guò)程是獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的，尚不能集成，而VM中應(yīng)建立面向制造全過(guò)程的統(tǒng)一仿真。 }EYmz/nN  
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    3　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VRT（Virtual Reality Technology） mj'N)6ga  
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　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在為改善人與計(jì)算機(jī)的交互方式，提高計(jì)算機(jī)可操作性中產(chǎn)生的，它是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維環(huán)境（稱為虛擬環(huán)境）中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。 B9[vv;lzu  
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　　由圖形系統(tǒng)及各種接口設(shè)備組成，用來(lái)產(chǎn)生虛擬環(huán)境并提供沉浸感覺(jué)，以及交互性操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VRS（Virtual Reality System)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括操作者、機(jī)器和人機(jī)接口3個(gè)基本要素。它不僅提高了人與計(jì)算機(jī)之間的和諧程度，也成為一種有力的仿真工具。利用VRS可以對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過(guò)用戶的交互輸入，并及時(shí)按輸出修改虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是VM的關(guān)鍵技術(shù)之一。 CM$&XJzva  
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    VM在制造業(yè)中應(yīng)用 }h1LH4  
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