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虚拟制造的内涵

2016-10-23 09:23:17 | 人围观 | 评论:

    如果将实际制造系统(RMS,Real Manufacturing System)抽象成由实际物理系统(RPS),实际信息系统(RIS),实际控制系统(RCS)组成的,可以简单标识为:
    RMS={RPS,RIS,RCS} RPS包括所有的制造物理实体,例如材料,机床,机器人,夹具,控制器等;RIS包括信息处理和决策,如调度、计划、设计。RIS通过RCS与RPS交换信息。
    那么,我们可以将实际制造系统映射到虚拟制造技术的虚拟制造系统,虚拟制造系统可以表示为:VMS={VPS,VIS,VCS},其中VPS是虚拟物理系统,VIS为虚拟信息系统,VCS是虚拟控制系统。
    按照与生产各个阶段的关系,有些文献将虚拟制造分成三类,即以设计为核心的虚拟制造(Design Centered VM)、以生产为核心的虚拟制造(Production Centered VM)和以控制为中心的虚拟制造(Control Centered VM)。
    以设计为核心的虚拟制造把制造信息引入到整个的设计过程,利用仿真来优化产品设计,例如DFX技术,通过“在计算机上制造”产生许多“软”样机;以生产为核心的虚拟制造是在生产过程模型中加入仿真技术,以此来评估和优选生产过程,例如组织与重组织技术;以控制为中心的虚拟制造是将仿真加到控制模型和实际处理中,可“无缝”地仿真使得实际生产优化。
    虚拟制造从根本上讲就是要利用计算机生产出“虚拟产品”,我们不难看出,虚拟制造技术是一个跨学科的综合性技术,它涉及到仿真、可视化、虚拟现实、数据继承、优化等领域。然而,目前还缺乏从产品生产全过程的高度开展对虚拟制造的系统研究。这表现在:
    ● 虚拟制造的基础是产品、工艺规划及生产系统的信息模型。尽管国际标准化组织花了很大精力去开发产品信息模型,但CAD开发者尚未采用它们;尽管工艺规划模型的研究已获得了一些进展和应用,但仍然没有一种综合的,可以集成于虚拟制造平台的工艺规划模型;生产系统能力和性能模型,以及其动态模型的研究和开发需要进一步加强。
    ● 现有的可制造性评价方法主要是针对零部件制造过程,因而面向产品生产过程的可制造性评价方法需要研究开发,包括各工艺步骤的处理时间,生产成本和质量的估计等。
    ● 制造系统的布局,生产计划和调度是一个非常复杂的任务,它需要丰富的经验知识,支持生产系统的计划和调度规划的虚拟生产平台需要拓展和加强。
    ● 分布式环境,特别是适应敏捷制造的公司合作,信息共享,信息安全性等方法和技术需要研究和开发,同时经营管理过程重构方法的研究也需加强。
    ● 虚拟制造环境缺乏统一的集成框架和体系。




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