基于数字化工厂的虚拟制造技术

阐述了先进制造技术、虚拟现实技术与仿真技术及其之间的融合应用。虚拟制造技术和数字化工厂技术的飞速发展和日趋成熟,使其研究应用越来越广泛而深入,基于数字化工厂的虚拟制造技术便是该领域中一个方面。     

现代制造技术-数字化工厂

随着计算机工具的迅速发展，CAD制图在制造业领域得到了广泛应用。并且，在此基础上，参数图库、参数化设计及项目设计管理等应用软件进一步方便了设计及工艺人员的工作。但对于全新的机械制造技术来说，那只是表面现象。其实，整个制造过程仍没有离开传统的产品开发过程(见图1)。今天，制造业制造周期压缩，成本竞争激烈，容不得在整个制造中的每个环节产生大的错误，以至财力、时间的浪费。因此，传统的制造理念已经     

数字化工厂 制造未来

2006乍暖还寒时节．银川零星飘舞的雪花被见证中国第一座智能网络数控机床制造工厂的热情所融化。来自于用户、行业协会等千余人共同见证了小巨人机床有限公司数字化工厂2期工程竣工暨开业6周年庆典仪式。     

虚拟制造的实施研究

本文在分析虚拟制造产生背景、概念和特点基础上,从３个层次上论述了虚拟制造的实施。提出了建立虚拟制造系统的框架结构,虚拟制造系统的３级结构,虚拟制造的实施对产品开发、企业组织、技术、管理和人员等方面的影响,以及建立虚拟制造系统的４级规模,本文最后讨论了影响虚拟制造实施的一些关键因素。     

虚拟制造环境与仿真

指出仿真是实现虚拟制造的主要手段。提出建立虚拟制造环境,并在此环境下集成各种设计软件,仿真软件和分析工具软件,进行不同层次的产品设计、分析和仿真活动,以达到虚拟制造的目的。对虚拟制造进行了不同层次的划分,按功能,将虚拟制造分为虚拟产品设计和虚拟产品制造;按内容,将虚拟产品制造分为制造系统仿真,加工过程仿真和机器人运动仿真。最后提出了解决不同层次仿真之间数据交换的方法。     

虚拟制造

虚拟过程始于创建实体模型,它已成为产品设计的参考。早期的成本估算技术要分析产品元部件、加工循环周期、装配及制造设备成本。而适于装配的设计技术(design-for-assembly techniques)可直接评估虚拟产品的     

虚拟制造系统的制造哲理

分析了计算机辅助制造高级发展阶段的基本特征,明确了制造业面临的新问题。并回顾制造业的历史,重新认识现阶段制造业与人、环境之间的关系。提出适应计算机辅助制造高级发展阶段特征和解决制造业与人、环境之间三大矛盾的虚拟制造系统的制造哲理观。     

数字化工厂软件系统的设计与关键技术研究

分析数字化工厂软件系统应用现状，提出了生产层的软件系统的架构。详细论述各组成部分的功能和相互关系。结合制造企业的自身特点，分析系统实现过程中的关键技术，并给出相应的解决方案。     

虚拟制造系统

简要介绍了虚拟制造系统的功能和组成。     

基于物联网数字工厂与智能工厂的整合研究

制造业中的物联网(IoT)被定义为未来每天车间里的实物、人和系统通过互联网连接,构建制造业的服务系统。智能工厂是构建物联网工厂的前提,它与物联网非常一致。物联网不仅处理物理对象之间的智能连接,还处理与数字工厂内使用的不同IT工具间的交互。由于数据和信息来自异构IT系统,存在领域、视点、粒度级别和生命周期阶段的不一致性,从而导致数据共享时无法进行互操作。因此,基于异构IT环境中集成数字工厂、IT工具和物联网的方法和原则,对不一致性进行研究。首先,提出一种基于识别信息集成内容、时间及方式的方法。其次,提出基于语义Web技术和生命周期协作开放服务(OSLC)工具互操作方法,将物联网和生命周期管理(PLM)平台进行集成。     

制造业中的快速制造技术与虚拟制造技术

介绍对制造业产生革命性变化的快速制造技术与系统及虚拟制造技术与系统。在分清两者的区别与联系的基础上,阐述这两大技术与系统的基本框架及其相关的支撑技术。     

数字化制造中的信息质量问题研究

信息质量控制是数字化制造系统中的关键问题。从静态信息质量和动态信息质量的角度,分析了企业在实施信息化过程中存在的信息质量问题,论述了信息质量在数字化制造中所起的决定性作用。对当前信息质量研究中,信息质量维度的分类与定义、信息质量的控制技术与评价分析方法的现状进行了分析总结,提出了数字化制造中信息质量的研究方向。     

基于集成化产品设计平台的虚拟制造及其仿真建模研究

阐述了在图形化建模仿真领域的研究进展,重点集中在产品及其过程设计的集成方法上,使单一产品数据源在各种制造活动构成的虚拟环境下被共享和使用。这一虚拟环境包括了产品开发、生产计划、装配分析、工效研究、单元设计、操作仿真和工厂布局等。本文还介绍了项目实施中采用的具体方法,并讨论了利用商业虚拟制造软件进行仿真建模开发的利弊。     

离散制造型数字化车间技术架构与关键技术研究

分析离散制造的特点,研究数字化车间的技术架构,定义了数字化车间信息流与数据交互。为我国离散制造企业规划和建设数字化车间提供了可参考的方向和依据。     

虚拟制造的回顾与展望

介绍了虚拟制造产生的背景,虚拟制造的定义和虚拟制造所应用的关键技术,分析了虚拟制造的现状、存在问题和应用前景。     

应用虚拟制造技术，提升车间制造水平

主要讨论在新的历史时期,如何和现有资源,应用虚拟制造技术改造我国的制造业,提升车间制造水平。探讨结合虚拟现实构造工具建立敏捷的定义和资源重新分配的方法,以体现新的制造模式下车间虚拟环境的内容,以及虚拟设备模拟运行所需的必要的知识库,加工工艺数据库,希望通过此类研究,使我国的制造业紧跟国际水平,提高制造业总体水平,增强企业在国际国内市场的竞争力。     

制造企业信息化平台中的CAPE

在制造企业中，制约着产品开发周期的因素很多，许多企业将CAD／CAPP／CAM以及ERP集成在基于PDM的企业信息化平台中，从而从某种程度上加快了产品的上市时间，但是在制约产品开发周期的关键因素——产品的制造上却无能为力。本文介绍了CAPE软件eMPower，并且提出了构建企业完整的信息化平台的思想。     

Simulation based energy-resource efficient manufacturing integrated with in-process virtual management

As energy efficiency is one of the key essentials towards sustainability, the development of an energy-resource efficient manufacturing system is among the great challenges facing the current industry. Meanwhile, the availability of advanced technological innovation has created more complex manufacturing systems that involve a large variety of processes and machines serving different functions. To extend the limited knowledge on energy-efficient scheduling, the research presented in this paper attempts to model the production schedule at an operation process by considering the balance of energy consumption reduction in production, production work flow (productivity) and quality. An innovative systematic approach to manufacturing energy-resource efficiency is proposed with the virtual simulation as a predictive modelling enabler, which provides real-time manufacturing monitoring, virtual displays and decision-makings and consequentially an analytical and multidimensional correlation analysis on interdependent relationships among energy consumption, work flow and quality errors. The regression analysis results demonstrate positive relationships between the work flow and quality errors and the work flow and energy consumption. When production scheduling is controlled through optimization of work flow, quality errors and overall energy consumption, the energy-resource efficiency can be achieved in the production. Together, this proposed multidimensional modelling and analysis approach provides optimal conditions for the production scheduling at the manufacturing system by taking account of production quality, energy consumption and resource efficiency, which can lead to the key competitive advantages and sustainability of the system operations in the industry.