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2023-07-02
虚拟制造技术：概念和特点
【摘要】：Lawrence Associates则认为，虚拟制造是一个集成的、综合的可运行制造环境，其目的是提高各个层次的决策与控制。从这些定义可以看出，虚拟制造涉及多个学科领域，是对这些领域知识的综合集成与应用。计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心与关键技术。所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言的，强调的是制造系统运行过程的计算机化。
虚拟制造技术（Virtual Manufacturing Technology，VMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验到使用整个生命周期的模拟和仿真，以增强制造过程各级的决策与控制能力的制造技术。
虚拟制造的研究也是一个不断深入、细化的过程，国际上不同的研究人员从不同角度出发，给出了各具特点的描述，同时也将继续发展，其中有代表性的包括以下几种：
Kimura认为，虚拟制造是指通过对制造知识进行系统化组织与分析，对整个制造过程建模，在计算机上进行设计评估和制造活动仿真。他强调通过用虚拟制造模型对制造全过程进行描述，在实际的物理制造之前就具有了对产品性能及其可制造性的预测能力。
Lawrence Associates则认为，虚拟制造是一个集成的、综合的可运行制造环境，其目的是提高各个层次的决策与控制。
美国Wright空军实验室则对虚拟制造作出了如下定义：虚拟制造建立在计算机建模、分析和仿真技术的基础之上，它是对这些技术的综合应用。这种综合应用增强了各个层次的设计制造、生产决策与控制能力。
从这些定义可以看出，虚拟制造涉及多个学科领域，是对这些领域知识的综合集成与应用。计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心与关键技术。可以认为，虚拟制造是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境，以软件技术为支撑，借助于高性能的硬件，在计算机局域/广域网络上，生成数字化产品，实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验。它是数字化形式的广义制造系统，是对实际制造过程的动态模拟。所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言的，强调的是制造系统运行过程的计算机化。
由于计算机软硬件技术和网络技术的广泛应用，虚拟制造具有以下4个特点：
（1）无须制造实物样机就可以预测产品性能，节约制造成本，缩短产品开发周期。
（2）产品开发中可以及早发现问题，实现及时的反馈和更正。
（3）以软件模拟形式进行产品开发。
（4）企业管理模式基于Intranet或Internet，整个制造活动具有高度的并行性。
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