虚拟制造技术课件

虚拟制造虚拟制造1虚拟制造的综合定义：

一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成的，利用制造系统各层次及不同侧面的数学模型，对包括设计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。虚拟制造的综合定义：

一个在计算机网络及虚拟现实环境2虚拟制造技术虚拟制造技术(VirtualManufacturingTechnology，VMT)是由多学科先进知识形成的综合系统技术，是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性，从而更有效、更经济地灵活地组织制造生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，以达到产品的开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生产效率的最高化之目的。虚拟制造技术虚拟制造技术(VirtualManuf3虚拟制造系统虚拟制造系统(VirtualManufacturingSystem，VMS)是基于虚拟制造技术实现的制造系统，是现实制造系统RMS（RealManufacturingSystem）在虚拟环境下的映射。VMS生产的产品是可视的虚拟产品，是一个数字化产品，它具有真实产品所必须具有的特征，并具有动态结构及决策、控制、调度、管理等四个机制。VMT和VMS涉及到整个产品开发和制造过程的方方面面，对于产品来说，涉及到整个产品生命周期的各个方面，对于制造过程来说，涉及到整个工厂的各个方面。虚拟制造系统虚拟制造系统(VirtualManu4虚拟制造的特点

(1)虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映射和本质表现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各进程的决策与控制能力。

(2)虚拟制造虽然不是实际的制造，但却实现实际制造的本质过程，是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，提高人们的预测和决策水平，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，发展到了全方位预报的新阶段。虚拟制造的特点

(1)虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映5

(3)产品设计与制造是在虚拟环境下进行的，在计算机上进行产品设计、制造、测试，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，而不依赖于传统的原型样机的反复修改；还可将已开发的产品(部件)存放在计算机里，不但大大节省仓储费用，更能根据用户需求或市场变化快速改变设计，大幅度压缩新产品的开发时间，提高质量，降低成本。

(4)可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上协同工作，相互交流，信息共享，减少大量的文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发以快捷、优质、低耗响应市场变化。(3)产品设计与制造是在虚拟环境下进行的，在计算机上进行产6虚拟制造与实际制造虚拟制造系统实际制造系统计算机仿真虚拟现实基于网络的VPS虚拟信息系统确认和验证技术人员客户虚拟产品实际信息系统样机需求工人工厂RPS实际产品抽象与综合虚拟制造与实际制造虚拟制造系统实际制造系统计算机仿真基于网络7虚拟制造技术的分类设计为核心优化产品设计、工艺设计加工方案评价生产为核心优化资源选择评价工艺验证新工艺控制为核心优化车间控制优化制造过程产品概念设计CAD/CAMM1M2M3M4供设计者参考的制造信息虚拟产品原型成本估算新产品模型、工艺、制造信息虚拟生产计划质量评估新工艺及对应信息、如成本车间机床及控制系统工厂资源（人、设备）M1：已有的模型和工艺M2：日程模型、逻辑模型M3：过程模型M4：成品模型参数虚拟制造技术的分类设计为核心优化产品设计、生产为核心优化资源8虚拟制造的技术体系虚拟制造的技术体系9相关技术相关技术10虚拟制造的关键技术关键技术虚拟设计与装配技术

虚拟实验技术虚拟生产技术

虚拟产品实现技术虚拟检测与评价技术虚拟纹理分析技术虚拟制造的关键技术关键技术虚拟设计与装配技术虚拟实验技术11虚拟制造的体系结构产品数据管理（PDM）实际制造过程技术人员和用户数字化模型计算机仿真、虚拟现实虚拟开发平台虚拟设计

有限元分析运动学分析动力学分析虚拟加工

工艺过程优化工具设计优化单元工艺优化加工过程分析虚拟装配

装配工艺规划装配路线规划装配分配规划装配质量规划虚拟生产平台虚拟布局虚拟实际生产环境虚拟生产动态过程优化生产环境布局虚拟设备虚拟集成支撑环境优化集成方案虚拟调度虚拟产品生产过程优化生产调度方案虚拟企业平台协同工作环境

支持异地设计、装配、测试的环境。虚拟企业动态组合

系统集成

任务调度虚拟制造的体系结构产品数据管理（PDM）实技术人员和用户数字12虚拟制造系统的体系结构虚拟制造系统的体系结构13与其他先进制造技术的关系与其他先进制造技术的关系14经典案例之波音777经典案例之波音77715东软集团有限公司我国第一台具有知识产权的CT扫描机东软集团有限公司我国第一台具有知识产权的CT扫描机16两头在内，中间在外两头，产品研发设计为一头，组装调试，销售为一头中间，零部件制造方面两头在内，中间在外17汽车工业方面福特汽车公司的数字原型件汽车工业方面福特汽车公司的数字原型件18汽车加工仿真汽车加工仿真19奥迪R8奥迪R820虚拟制造技术21虚拟制造技术22虚拟制造技术23虚拟制造技术24虚拟制造技术25虚拟教育虚拟教育26虚拟培训虚拟培训27虚拟制造虚拟制造28虚拟制造的综合定义：

一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成的，利用制造系统各层次及不同侧面的数学模型，对包括设计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。虚拟制造的综合定义：

一个在计算机网络及虚拟现实环境29虚拟制造技术虚拟制造技术(VirtualManufacturingTechnology，VMT)是由多学科先进知识形成的综合系统技术，是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性，从而更有效、更经济地灵活地组织制造生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，以达到产品的开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生产效率的最高化之目的。虚拟制造技术虚拟制造技术(VirtualManuf30虚拟制造系统虚拟制造系统(VirtualManufacturingSystem，VMS)是基于虚拟制造技术实现的制造系统，是现实制造系统RMS（RealManufacturingSystem）在虚拟环境下的映射。VMS生产的产品是可视的虚拟产品，是一个数字化产品，它具有真实产品所必须具有的特征，并具有动态结构及决策、控制、调度、管理等四个机制。VMT和VMS涉及到整个产品开发和制造过程的方方面面，对于产品来说，涉及到整个产品生命周期的各个方面，对于制造过程来说，涉及到整个工厂的各个方面。虚拟制造系统虚拟制造系统(VirtualManu31虚拟制造的特点

(1)虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映射和本质表现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各进程的决策与控制能力。

(2)虚拟制造虽然不是实际的制造，但却实现实际制造的本质过程，是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，提高人们的预测和决策水平，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，发展到了全方位预报的新阶段。虚拟制造的特点

(1)虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映32

(3)产品设计与制造是在虚拟环境下进行的，在计算机上进行产品设计、制造、测试，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，而不依赖于传统的原型样机的反复修改；还可将已开发的产品(部件)存放在计算机里，不但大大节省仓储费用，更能根据用户需求或市场变化快速改变设计，大幅度压缩新产品的开发时间，提高质量，降低成本。

(4)可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上协同工作，相互交流，信息共享，减少大量的文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发以快捷、优质、低耗响应市场变化。(3)产品设计与制造是在虚拟环境下进行的，在计算机上进行产33虚拟制造与实际制造虚拟制造系统实际制造系统计算机仿真虚拟现实基于网络的VPS虚拟信息系统确认和验证技术人员客户虚拟产品实际信息系统样机需求工人工厂RPS实际产品抽象与综合虚拟制造与实际制造虚拟制造系统实际制造系统计算机仿真基于网络34虚拟制造技术的分类设计为核心优化产品设计、工艺设计加工方案评价生产为核心优化资源选择评价工艺验证新工艺控制为核心优化车间控制优化制造过程产品概念设计CAD/CAMM1M2M3M4供设计者参考的制造信息虚拟产品原型成本估算新产品模型、工艺、制造信息虚拟生产计划质量评估新工艺及对应信息、如成本车间机床及控制系统工厂资源（人、设备）M1：已有的模型和工艺M2：日程模型、逻辑模型M3：过程模型M4：成品模型参数虚拟制造技术的分类设计为核心优化产品设计、生产为核心优化资源35虚拟制造的技术体系虚拟制造的技术体系36相关技术相关技术37虚拟制造的关键技术关键技术虚拟设计与装配技术

虚拟实验技术虚拟生产技术

虚拟产品实现技术虚拟检测与评价技术虚拟纹理分析技术虚拟制造的关键技术关键技术虚拟设计与装配技术虚拟实验技术38虚拟制造的体系结构产品数据管理（PDM）实际制造过程技术人员和用户数字化模型计算机仿真、虚拟现实虚拟开发平台虚拟设计

有限元分析运动学分析动力学分析虚拟加工

工艺过程优化工具设计优化单元工艺优化加工过程分析虚拟装配

装配工艺规划装配路线规划装配分配规划装配质量规划虚拟生产平台虚拟布局虚拟实际生产环境虚拟生产动态过程优化生产环境布局虚拟设备虚拟集成支撑环境优化集成方案虚拟调度虚拟产品生产过程优化生产调度方案虚拟企业平台协同工作环境

支持异地设计、装配、测试的环境。虚拟企业动态组合

系统集成

任务调度虚拟制造的体系结构产品数据管理（PDM）实技术人员和用户数字39虚拟制造系统的体系结构虚拟制造系统的体系结构40与其他先进制造技术的关系与其他先进制造技术的关系41经典案例之波音777经典案例之波音77742东