虚拟制造技术是上世纪80年代,美国提出的一种新构想,利用信息技术、仿真技术、计算机技术等对现实制造活动中的人、物、信息、产品设计、工艺规划、加工制作等过程进行全面仿真。
虚拟制造技术简称VM,是基于虚拟显示技术VR,在一个统一模型之下对设计和制造过程进行集成的,将产品制造的相关过程与技术集成在三维、动态的仿真数字模型之上。
虚拟制造强调虚拟现实在设计和制造过程仿真中的应用,强调以一种可视化的直观的方式增进技术人员对所设计的产品或过程的理解,从而发现其中的问题。
虚拟制造在工业发达国家,如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域,美国处于国际研究的前沿。
福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经应用了虚拟制造技术,大大缩短了产品的发布时间。
而中国的虚拟制造技术应用的研究方向是根据国情,主要进行产品的三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真,主要是研究如何生产可信度高的产品虚拟样机,在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性。
1、虚拟企业
虚拟企业是指分布在不同地区的多个企业利用电子手段,为快速响应市场需求而组成的动态联盟,是组织、人力、技术、信息等资源在完善的网络组织结构基础上的有效集成。
这种企业组织和生产模式可克服空间和时间的局限性,保持集中和分散之间稳定、合理的平衡,具备系统优化组合和有效协调的优越性。
2、虚拟产品设计
例如飞机、汽车的外形设计,其形状是否符合空气动力学原理、运动过程的阻力、其内部结构布局的合理性等。在复杂管道系统设计中,彩虚拟技术,设计者可“进入其中”进行管道布置,并可检查是否发生干涉,这样可提高设计效率,尽早发现设计中的问题,从而优化产品设计。
3、虚拟产品制造
应用计算机仿真技术,对零件的加工方法、工序顺序、工装的选用、工艺参数的选用,加工工艺性、装配工艺性、配合件之间的配合性、运行物件的运动性等均可建模仿真,提前发现加工缺陷和装配时出现的问题,从而优化制造过程、提高加工效率。