【正文】 征，進(jìn)行設(shè)計(jì)修改．最終保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品從技術(shù)角度來講裝配是合理可行的，從經(jīng)濟(jì)角度來講應(yīng)盡可能降低產(chǎn)品總成本，同時(shí)還必須兼顧人因工程和環(huán)保等社會(huì)因素． 　　 　　針對(duì)產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計(jì)問題，基于產(chǎn)品信息模型和裝配資源模型，采用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計(jì)，從而獲得可行且較優(yōu)的裝配工藝方案，指導(dǎo)實(shí)際裝配生產(chǎn)．根據(jù)涉及范圍和層次的不同，又分為系統(tǒng)級(jí)裝配規(guī)劃和作業(yè)級(jí)裝配規(guī)劃．前者是裝配生產(chǎn)的總體規(guī)劃，主要包括市場需求、投資狀況、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)周期、資源分配、裝配車間布置、裝配生產(chǎn)線平衡等內(nèi)容，是裝配生產(chǎn)的綱領(lǐng)性文件．后者主要指裝配作業(yè)與過程規(guī)劃，主要包括裝配順序的規(guī)劃、裝配路徑的規(guī)劃、工藝路線的制定、操作空間的干涉驗(yàn)證、工藝卡片和文檔的生成等內(nèi)容． 　　工藝規(guī)劃為中心的虛擬裝配，以操作仿真的高逼真度為特色，主要體現(xiàn)在虛擬裝配實(shí)施對(duì)象、操作過程以及所用的工裝工具，均與生產(chǎn)實(shí)際情況高度吻合，因而可以生動(dòng)直觀地反映產(chǎn)品裝配的真實(shí)過程，使仿真結(jié)果具有高可信度． 　　 　　虛擬原型是利用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的外形、功能和性能模擬，以產(chǎn)生與物理樣機(jī)具有可比性的效果來檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)產(chǎn)品特性．傳統(tǒng)的虛擬裝配系統(tǒng)都是以理想的剛性零件為基礎(chǔ)，虛擬裝配和虛擬原型技術(shù)的結(jié)合，可以有效分析零件制造和裝配過程中的受力變形對(duì)產(chǎn)品裝配性能的影響，為產(chǎn)品形狀精度分析、公差優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可視化手段．以虛擬原型為中心的虛擬裝配主要研究內(nèi)容包括考慮切削力、變形和殘余應(yīng)力的零件制造過程建模、有限元分析與仿真、配合公差與零件變形、以及計(jì)算結(jié)果可視化等方面． 三、虛擬裝配的構(gòu)成　　虛擬裝配由兩個(gè)部分組成，即由虛擬現(xiàn)實(shí)軟件內(nèi)容（即vr）內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實(shí)（vr)外設(shè)設(shè)備 ,這兩個(gè)個(gè)協(xié)同工作，缺一不可，這樣才能制造出交互性與沉浸性于一體的虛擬裝配環(huán)境。從產(chǎn)品裝配過程來講，它是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特性、精度特性，真實(shí)的模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實(shí)模擬裝配過程，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的可裝配性?，F(xiàn)在產(chǎn)品的制造正在向著自動(dòng)化、數(shù)字化的反向發(fā)展，虛擬裝配是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備（數(shù)據(jù)手套/位置跟蹤器、鼠標(biāo)/鍵盤、力反饋操作設(shè)備等）象在真實(shí)環(huán)境中一樣對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的碰撞檢測(cè)、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進(jìn)行分析、對(duì)產(chǎn)品零部件裝配序列進(jìn)行驗(yàn)證和規(guī)劃、對(duì)裝配操作人員進(jìn)行培訓(xùn)等。例如：可以對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)現(xiàn)實(shí)制造過程。 重大作用　　虛擬制造也可以對(duì)想象中的制造活動(dòng)進(jìn)行仿真，它不消耗現(xiàn)實(shí)資源和能量，所進(jìn)行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。 　　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(shí)組建成為一個(gè)沒有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。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(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。VM與AM聯(lián)系密切。 研究內(nèi)容　　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(shí)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(jì)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(jī)協(xié)同作業(yè)等。 虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實(shí)或虛幻環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實(shí)，使人能夠憑借直覺作用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境。 　　顯然，上述定義強(qiáng)調(diào)的方面是不同的，甚至也有人認(rèn)為沒有必要只有一種定義。 　　馬里蘭大學(xué)Edward Linamp。其中虛擬模型是在實(shí)際制造之前用于對(duì)產(chǎn)品的功能及可制造性的潛在問題進(jìn)行預(yù)測(cè)。什么是虛擬制造?它包括哪些內(nèi) 　　●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。 模擬駕駛室全面仿真，使之達(dá)到了前所未有的高度集成，為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣大的空間，同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。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。從而實(shí)現(xiàn)石油工業(yè)仿真、電力考核仿真企業(yè)利用虛擬平臺(tái)，實(shí)時(shí)管理工廠的目的。 六、虛擬仿真在工業(yè)方面的應(yīng)用　　當(dāng)今世界工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，大規(guī)模人海戰(zhàn)術(shù)早已不再適應(yīng)工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用顯現(xiàn)出巨大的威力，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用正對(duì)工業(yè)進(jìn)行著一場前所未有的革命。學(xué)生畢業(yè)后，主要從事計(jì)算力學(xué)、虛擬設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)等方面的理論研究與實(shí)際應(yīng)用。另外在家庭娛樂方面VR也顯示出了很好的前景。讓人們通過VR場景的漫游了解和體驗(yàn)旅游景點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)在圖形化、可視化和形象化狀態(tài)下的校園信息查詢定位、教學(xué)教育設(shè)施管理、學(xué)區(qū)規(guī)劃管理和部件管理等。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金，提供合作平臺(tái) 。 四、虛擬仿真的應(yīng)用　　虛擬仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用 　　城市規(guī)劃一直是對(duì)全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃的各個(gè)方面，并帶來切實(shí)且可觀的利益： 展現(xiàn)規(guī)劃方案虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸感和互動(dòng)性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官?zèng)_擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口在實(shí)時(shí)的虛擬環(huán)境中隨時(shí)獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報(bào)批、管理，有利于設(shè)計(jì)與管理人員對(duì)各種規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)與方案評(píng)審。概括地說，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。 　　目前業(yè)界很多虛擬現(xiàn)實(shí)公司只能提供三維漫游等簡單的視景開發(fā)支持，其擁有的幾何模型干涉檢查、交互操作支持等也非常簡單，而為此特殊開發(fā)的專用模塊不但價(jià)格昂貴，且源代碼有限開放難以滿足用戶個(gè)性化開發(fā)應(yīng)用需求。這種想象能使許多人忘卻疲勞，他們?cè)谛闹袆?chuàng)造了一個(gè)使自己心曠神怡的幻境。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已成為可能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分虛擬實(shí)景（境）技術(shù)（如虛擬游覽故宮博物館）與虛擬虛景（境）技術(shù)（如虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境生成、虛擬設(shè)計(jì)的波音777飛機(jī)等）兩大類。 　?、圩月尚袁F(xiàn)實(shí)。即，怎樣合成對(duì)觀察者的感官器官來說與實(shí)際存在相一致的輸入信息，也就是如何可以產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)環(huán)境一樣的視覺，觸覺，嗅覺等。 二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的含義　　虛擬與現(xiàn)實(shí)兩詞具有相互矛盾的含義，把這兩個(gè)詞放在一起，似乎沒有意義，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展卻賦予了它新的含義。此種虛擬世界由計(jì)算機(jī)生成，可以是現(xiàn)實(shí)世界的再現(xiàn)，亦可以是構(gòu)想中的世界，用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進(jìn)行自然的交互。從而推動(dòng)了制造業(yè)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了制造業(yè)的不斷進(jìn)步。制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量→少品種、大批量→多品種、變批量”的方向發(fā)展。它強(qiáng)調(diào)通過“智能設(shè)備”和“自治控制”來構(gòu)造新一代的智能制造系統(tǒng)模式。虛擬制造系統(tǒng)的關(guān)鍵是建模，即將現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的物理系統(tǒng)映射為計(jì)算機(jī)環(huán)境下的虛擬系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的決速發(fā)展和三維CAD軟件應(yīng)用的不斷推廣，越來越多的產(chǎn)品基于三維CAD設(shè)計(jì)開發(fā)，使得快速成型技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為可能。 　　4 快速成型技術(shù)(RPM) 　　快速成型技術(shù)(RPM)是集CAD/CAM技術(shù)、激光加工技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和新材料等技術(shù)領(lǐng)域的最新成果于一體的零件原型制造技術(shù)。敏捷制造是借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造有多個(gè)企業(yè)參加的“VM”環(huán)境，以競爭合作的原則，在虛擬制造環(huán)境下動(dòng)態(tài)選擇合作伙伴，組成面向任務(wù)的虛擬公司，進(jìn)行快速和最佳生產(chǎn)。 　　成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是將結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族(組)，按零件族制定工藝進(jìn)行加工，擴(kuò)大批量、減少品種、便于采用高效方法、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是,每個(gè)國家的國情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新度為目的,而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果,以提高企業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長和綜合實(shí)力為目標(biāo)。 六、先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)　　(1)先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是面向21世紀(jì)的技術(shù),制造業(yè)是社會(huì)物質(zhì)文明的保證,是與人類社會(huì)一起動(dòng)態(tài)發(fā)展的,因此,制造技術(shù)必然也將隨著科技進(jìn)步而不斷更新?？梢哉f,制造技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施是使制造技術(shù)適應(yīng)具體企業(yè)應(yīng)用環(huán)境充分發(fā)揮其功能、取得最佳效益的一系列措施,是使先進(jìn)的制造技術(shù)與企業(yè)組織管理體制和使用技術(shù)的人員協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)工程,是先進(jìn)制造技術(shù)生長和壯大的土壤,因而是其不可分割的一個(gè)組成部分。 　　(4)傳感器和控制技術(shù)：單機(jī)加工單元和過程的控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。 　　先進(jìn)制造技術(shù)是一門綜合性、交叉性前沿學(xué)科和技術(shù)，學(xué)科跨度大，內(nèi)容廣泛，涉及制造業(yè)生產(chǎn)與技術(shù)、經(jīng)營管理、設(shè)計(jì)、制造、市場各個(gè)方面。以大批量生產(chǎn)為主的機(jī)械制造業(yè)成為制造活動(dòng)的主體。 　　產(chǎn)業(yè)革命中誕生的能源機(jī)器（蒸汽機(jī)）、作業(yè)機(jī)器（織機(jī)）和工具機(jī)器（機(jī)床），為制造活動(dòng)提供了能源和技術(shù)，并開拓了新的產(chǎn)品市場。因此，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費(fèi)用、產(chǎn)品質(zhì)量以及新產(chǎn)品上市時(shí)間都有很大影響。主要包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。主要包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。改革開放20年來，通過引進(jìn)技術(shù)、合作設(shè)計(jì)、合作生產(chǎn)、自主開發(fā)等多條途徑，已能生產(chǎn)大批高水平、高質(zhì)量的單機(jī)產(chǎn)品，但由于對(duì)工藝流程研究不夠，沒有掌握系統(tǒng)成套技術(shù)，缺乏一批具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套和工程總承包能力的供應(yīng)商，大量的成套設(shè)備市場不得不拱手讓給外商。雖然進(jìn)口設(shè)備不完全用于固定資產(chǎn)投資，但進(jìn)口設(shè)備仍占國家建設(shè)投資中的很大部分。我國裝備制造業(yè)占制造業(yè)的比重明顯偏低，發(fā)展嚴(yán)重滯后，已帶來嚴(yán)重后果。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 　　第一，大部分技術(shù)依賴從國外引進(jìn)。 生產(chǎn)效率低　　我國制造業(yè)產(chǎn)品技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)的研究、應(yīng)用與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有較大差距，特別是在勞動(dòng)生產(chǎn)率、工業(yè)增加值率、能源消耗等方面的差距更大。 　　我們現(xiàn)在很多單體設(shè)備做得不錯(cuò)，但缺乏成套設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不行。 劣勢(shì)　?。?）技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱； 　?。?）企業(yè)缺乏活力； 　　（3）管理機(jī)制、管理思想落后，阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展； 　?。?）市場機(jī)制不完善，競爭不完全；我們不具備市場經(jīng)濟(jì)所需的基本的法律； 　?。?）重制造，輕研發(fā)；我們?cè)S多產(chǎn)品產(chǎn)量都居世界第一位，做得雖然很大，但是研發(fā)很多都是從國外引進(jìn)來的。中國這么大的國內(nèi)消費(fèi)市場為產(chǎn)品的開發(fā)、發(fā)展創(chuàng)造了基本條件； 　?。?）制造業(yè)基礎(chǔ)比較完善。2008年，制造業(yè)利用外資項(xiàng)目個(gè)數(shù)達(dá)到11568個(gè)，%，%；，占全部實(shí)際利用外資額的54%，%。%。%，%；%，%，%；%。 先進(jìn)制造技術(shù)教案 課程名稱 先進(jìn)制造技術(shù) 授課班級(jí) 班 任課教師 ： 教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 內(nèi) 容備 注組織教學(xué)提問導(dǎo)言小結(jié)作業(yè)檢查學(xué)生出勤中國制造業(yè)的現(xiàn)狀？任務(wù)一 制造業(yè)的發(fā)展歷史　制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個(gè)國家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)別發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家的重要因素，制造業(yè)在世界發(fā)達(dá)國家（developed countries）的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要份額。在主要從事產(chǎn)品制造的企業(yè)（單位）中，為產(chǎn)品銷售而進(jìn)行的機(jī)械與設(shè)備的組裝與安裝活動(dòng)，按其主要活動(dòng)歸類包括： 一、現(xiàn)狀　　2008年，我國工業(yè)增加值129112億元，%。%，其中，%，%，%，%，%，%。 　　利用外資方面，一直以來制造業(yè)均居于主導(dǎo)地位。通常，一個(gè)國家的產(chǎn)品首先要在國內(nèi)銷售，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到一定的產(chǎn)量規(guī)模以后，再走向國際市場。國家十分重視制造業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此我國好多大型制造業(yè)的生產(chǎn)資源基礎(chǔ)比較好，并且在經(jīng)濟(jì)調(diào)控中的市場導(dǎo)向作用也很有利于制造業(yè)的發(fā)展。機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)出口逆差逐年加大,長期以來缺乏具有工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套和工程總承包能力的工程公司，致使大量附加值較高的成套裝備市場不得不讓給外商。這就是結(jié)構(gòu)問題，單體設(shè)備做得很好，但成套能力差，這就是真實(shí)的差距?！〖夹g(shù)創(chuàng)新薄弱已成為制約我國由世界加工基地轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃旎氐年P(guān)鍵因素。 　　裝備制造業(yè)是制造業(yè)的核心，制造業(yè)技術(shù)水平的提高很大程度上取決于裝備的現(xiàn)代化。2001年當(dāng)年進(jìn)口用匯折合人民幣9130億元左右，加上各種費(fèi)用可達(dá)10000億元左右，而當(dāng)年全國固定資產(chǎn)投資中設(shè)備、工具、器具購置費(fèi)只有8834億元。成套能力和成套水平是裝備制造技術(shù)水平最直觀、最集中的表現(xiàn)。具體地說，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。具體地說，就是指集機(jī)械