如果將實(shí)際制造系統(tǒng)(rms,real manufacturing
system)抽象成由實(shí)際物理系統(tǒng)(rps),實(shí)際信息系統(tǒng)(ris),實(shí)際控制系統(tǒng)(rcs)組成的,可以簡(jiǎn)單標(biāo)識(shí)為:
rms={rps,ris,rcs}
rps包括所有的制造物理實(shí)體,例如材料,機(jī)床,機(jī)器人,夾具,控制器等;ris包括信息處理和決策,如調(diào)度、計(jì)劃、設(shè)計(jì)。ris通過(guò)rcs與rps交換信息。
那么,我們可以將實(shí)際制造系統(tǒng)映射到虛擬制造技術(shù)的虛擬制造系統(tǒng),虛擬制造系統(tǒng)可以表示為:vms={vps,vis,vcs},其中vps是虛擬物理系統(tǒng),vis為虛擬信息系統(tǒng),vcs是虛擬控制系統(tǒng)。
按照與生產(chǎn)各個(gè)階段的關(guān)系,有些文獻(xiàn)將虛擬制造分成三類(lèi),即以設(shè)計(jì)為核心的虛擬制造(design centered
vm)、以生產(chǎn)為核心的虛擬制造(production centered vm)和以控制為中心的虛擬制造(control centered vm)。
以設(shè)計(jì)為核心的虛擬制造把制造信息引入到整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程,利用仿真來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),例如dfx技術(shù),通過(guò)“在計(jì)算機(jī)上制造”產(chǎn)生許多“軟”樣機(jī);以生產(chǎn)為核心的虛擬制造是在生產(chǎn)過(guò)程模型中加入仿真技術(shù),以此來(lái)評(píng)估和優(yōu)選生產(chǎn)過(guò)程,例如組織與重組織技術(shù);以控制為中心的虛擬制造是將仿真加到控制模型和實(shí)際處理中,可“無(wú)縫”地仿真使得實(shí)際生產(chǎn)優(yōu)化。
虛擬制造從根本上講就是要利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)出“虛擬產(chǎn)品”,我們不難看出,虛擬制造技術(shù)是一個(gè)跨學(xué)科的綜合性技術(shù),它涉及到仿真、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)繼承、優(yōu)化等領(lǐng)域。然而,目前還缺乏從產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程的高度開(kāi)展對(duì)虛擬制造的系統(tǒng)研究。這表現(xiàn)在:
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虛擬制造的基礎(chǔ)是產(chǎn)品、工藝規(guī)劃及生產(chǎn)系統(tǒng)的信息模型。盡管?chē)?guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織花了很大精力去開(kāi)發(fā)產(chǎn)品信息模型,但cad開(kāi)發(fā)者尚未采用它們;盡管工藝規(guī)劃模型的研究已獲得了一些進(jìn)展和應(yīng)用,但仍然沒(méi)有一種綜合的,可以集成于虛擬制造平臺(tái)的工藝規(guī)劃模型;生產(chǎn)系統(tǒng)能力和性能模型,以及其動(dòng)態(tài)模型的研究和開(kāi)發(fā)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
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現(xiàn)有的可制造性評(píng)價(jià)方法主要是針對(duì)零部件制造過(guò)程,因而面向產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的可制造性評(píng)價(jià)方法需要研究開(kāi)發(fā),包括各工藝步驟的處理時(shí)間,生產(chǎn)成本和質(zhì)量的估計(jì)等。
● 制造系統(tǒng)的布局,生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度是一個(gè)非常復(fù)雜的任務(wù),它需要豐富的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),支持生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)劃和調(diào)度規(guī)劃的虛擬生產(chǎn)平臺(tái)需要拓展和加強(qiáng)。
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分布式環(huán)境,特別是適應(yīng)敏捷制造的公司合作,信息共享,信息安全性等方法和技術(shù)需要研究和開(kāi)發(fā),同時(shí)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程重構(gòu)方法的研究也需加強(qiáng)。
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虛擬制造環(huán)境缺乏統(tǒng)一的集成框架和體系。