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本文目錄一覽

• 1，什么是虛擬制造
• 2，什么是VirtualDesignandManufacturing
• 3，什么是虛擬制造虛擬制造有什么好處
• 4，什么是虛擬設(shè)計技術(shù)
• 5，虛擬制造是什么

1，什么是虛擬制造

《虛擬制造》是國家出版基金項目、“十二五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目“先進制造技術(shù)與應(yīng)用前沿”之一。作者是杜寶江，由上海科學技術(shù)出版社2012年1月1日出版。

用模擬的方式來展現(xiàn)產(chǎn)品的制造過程一般都是在三維軟件或其他設(shè)計工具里面實現(xiàn)，以通過這種虛擬制造的過程提前驗證產(chǎn)品在實際生產(chǎn)中是否會有問題，以提高設(shè)計成功率和試驗成本

2，什么是VirtualDesignandManufacturing

虛擬產(chǎn)品開發(fā)(Virtual Product Development; VPD) 虛擬產(chǎn)品開發(fā)，也稱虛擬設(shè)計制造(Virtual Design and Manufacturing)， 是產(chǎn)品設(shè)計制造的真實過程在虛擬環(huán)境中的映射。從本質(zhì)上講，虛擬產(chǎn)品開發(fā)是將 產(chǎn)品 從概念設(shè)計到投入使用的全過程 (產(chǎn)品的生命周期)在計算機上構(gòu)造的虛擬環(huán)境中虛擬地實現(xiàn)， 其目標不僅是對產(chǎn)品的物質(zhì)形態(tài)和制造過程進行模擬和可視化， 而且是對產(chǎn)品的性能、 行為和功能以及在產(chǎn)品實現(xiàn)的各個階段中的實施方案進行 預(yù)測 、 評價和優(yōu)化。它是 產(chǎn)品開發(fā) 的測試床。象真實的 產(chǎn)品生產(chǎn)過程 一樣， 虛擬產(chǎn)品開發(fā)可狹義地分為 虛擬設(shè)計 和 虛擬制造 兩部分。美國“ Computer-Aided Engineering”雜志副總編Schmitz曾在《 虛擬設(shè)計的光輝前程》一文中闡述了虛擬設(shè)計的主要技術(shù)內(nèi)容： 虛擬制樣(Virtual Prototyping)、網(wǎng)絡(luò)化并行設(shè)計、虛擬裝配和 工程分析 及設(shè)計參數(shù)的交互式可視化。日本大阪大學 小野里等人對虛擬制造系 統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)涵進行了深入的研究， 他們把虛擬制造系統(tǒng)劃分成虛擬信息系統(tǒng)和虛擬物理系統(tǒng)兩部分， 并建立了虛擬制造系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的模型。

3，什么是虛擬制造虛擬制造有什么好處

虛擬制造技術(shù)，可以提前算出對原料的需求，供貨時間，資金的控制，計劃的編排，對生產(chǎn)企業(yè)有很大的幫助

虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
虛擬制造也可以對想象中的制造活動進行仿真，它不消耗現(xiàn)實資源和能量，所進行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為： 　運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進行全面仿真，使之達到了前所未有的高度集成，為先進制造技術(shù)的進一步發(fā)展提供了更廣大的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步。
可加深人們對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認識和理解，有利于對其進行理論升華，更好地指導(dǎo)實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進行優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。
在虛擬制造與現(xiàn)實制造的相互影響和作用過程中，可以全面改進企業(yè)的組織管理工作，而且對正確作出決策有不可估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)計劃、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進現(xiàn)實制造過程。
虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度。我們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培養(yǎng)起到了良好作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。例如：可以對生產(chǎn)人員進行操作訓練、異常工藝的應(yīng)急處理等。
虛擬制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式，對相關(guān)行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響，可以說虛擬制造技術(shù)決定著企業(yè)的未來，也決定著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。
虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。

4，什么是虛擬設(shè)計技術(shù)

計算機軟、硬件的升級換代使得設(shè)計師能夠使用計算機進行三維建模、渲染表現(xiàn)，人們可以從多個角度對產(chǎn)品進行審視?，F(xiàn)在，信息技術(shù)的集成化、智能化發(fā)展使設(shè)計發(fā)生了全面、深刻的變化，設(shè)計進入了一個新的時代——虛擬設(shè)計時代。虛擬設(shè)計（Virtual Design，簡稱VD）代表了一種全新的制造體系和模式。

物理上沒有的東西！用技術(shù)加以虛擬的設(shè)備。虛擬存儲的發(fā)展借鑒了計算機領(lǐng)域里很多成功的設(shè)計思想，從虛存、磁盤技術(shù)、raid到ibm的大型機等的設(shè)計思想中都汲取了許多成功的經(jīng)驗。最典型的虛擬存儲設(shè)備是磁盤陣列（raid）。raid的虛擬化是由raid控制器實現(xiàn)的，它將多個物理磁盤按不同的分塊級別組織在一起，通過板上cpu及陣列管理固件來控制及管理硬盤，解釋用戶的i/o指令，并將它們發(fā)給物理磁盤執(zhí)行，從而屏蔽了具體的物理磁盤，為用戶提供了一個統(tǒng)一的具有容錯能力的邏輯虛擬磁盤，這樣用戶對raid的存儲操作就像對普通磁盤一樣。由于受ide通道的數(shù)量和速度的限制，raid的傳統(tǒng)接口一直使用scsi。隨著存儲技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新的raid技術(shù)不斷被開發(fā)出來，許多廠商的存儲設(shè)備的磁盤陣列開始提供2gb的高速接口。近來惠普推出的virtualized array（虛擬陣列技術(shù)）可以說是raid的發(fā)展，它將系統(tǒng)內(nèi)的所有硬盤當做一個統(tǒng)一的存儲空間來管理，所有的子陣列，都平均分攤到每一個系統(tǒng)內(nèi)的物理硬盤上。整個系統(tǒng)的硬盤數(shù)量可以任意改變，數(shù)據(jù)的存放可以隨著組的調(diào)整而動態(tài)調(diào)整。與傳統(tǒng)raid相比，它使用了全光纖通道體系結(jié)構(gòu)，能夠滿足對數(shù)據(jù)輸入、輸出性能和可擴展性要求較高的用戶的需求，具有更大的優(yōu)勢，更適合高端開放系統(tǒng)的用戶。

5，虛擬制造是什么

虛擬制造 在當今經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在30～60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準時化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標；進入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理，如：精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬制造等，它們各有側(cè)重，從不同角度研究如何增強企業(yè)的競爭力。而虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

虛擬制造 在當今經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在30～60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準時化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標；進入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理，如：精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬制造等，它們各有側(cè)重，從不同角度研究如何增強企業(yè)的競爭力。而虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實（virtual reality）技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的虛擬制造（virtual manufacturing）技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)及時地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地組織生產(chǎn)，增強決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計給后期制造帶來的回溯更改，達到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。虛擬制造也可以對想象中的制造活動進行仿真，它不消耗現(xiàn)實資源和能量，所進行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為： ●運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進行全面仿真，使之達到了前所未有的高度集成，為先進制造技術(shù)的進一步發(fā)展提供了更廣大的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步?！窨杉由钊藗儗ιa(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認識和理解，有利于對其進行理論升華，更好地指導(dǎo)實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進行優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升?！裨谔摂M制造與現(xiàn)實制造的相互影響和作用過程中，可以全面改進企業(yè)的組織管理工作，而且對正確作出決策有不可估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)計劃、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進現(xiàn)實制造過程。●虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度。我們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培養(yǎng)起到了良好作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。例如：可以對生產(chǎn)人員進行操作訓練、異常工藝的應(yīng)急處理等。虛擬制造技術(shù)的研究內(nèi)容是極為廣泛的，除了虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及的共同性技術(shù)外，虛擬制造領(lǐng)域本身的主要研究內(nèi)容有： ●虛擬制造的理論體系； ●設(shè)計信息和生產(chǎn)過程的三維可視化； ●虛擬制造系統(tǒng)的開放式體系結(jié)構(gòu)； ●虛擬產(chǎn)品的裝配仿真； ●虛擬環(huán)境中及虛擬制造過程中的人機協(xié)同作業(yè)等。一般來說，虛擬制造的研究都與特定的應(yīng)用環(huán)境和對象相聯(lián)系，由于應(yīng)用的不同要求而存在不同的側(cè)重點，因此出現(xiàn)了三個流派，即以設(shè)計為中心的虛擬制造、以生產(chǎn)為中心的虛擬制造和以控制為中心的虛擬制造。虛擬制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式，對相關(guān)行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響，可以說虛擬制造技術(shù)決定著企業(yè)的未來，也決定著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。虛擬制造(vm)是國際上提出的新概念。vm與am聯(lián)系密切。vm的特征是：當市場新的機遇出現(xiàn)時，組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運行之前必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運行，以及投產(chǎn)后的效益和風險進行評估，這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過虛擬制造系統(tǒng)運行，包括物理基礎(chǔ)、法律保障、社會環(huán)境和信息技術(shù)。因此研究開發(fā)虛擬制造技術(shù)(vmt)和虛擬制造系統(tǒng)(vms)意義重大，美國稱am為21世紀制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality technology）主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個部分。虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前，首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型（soft prototype）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品（hard prototype）進行試驗，對其性能和可制造性進行預(yù)測和評價，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場需求，通過信息高速公路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟實體。虛擬企業(yè)的特點是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分散性和組織結(jié)構(gòu)上的非永久性，即功能的虛擬化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。