【正文】 校和企業(yè)正在開展VM技術(shù)方面的研究。國家863/CIMS主題組也將“制造系統(tǒng)的可視化、虛擬建模與仿真”確定為研究重點(diǎn)。國家自然科學(xué)基金也有專門的研究課題。國內(nèi)以清華大學(xué)、上海交大為主的高等院校正在開展基礎(chǔ)技術(shù)研究，正處于理論體系初步研究階段。其中清華大學(xué)CIMS工程研究中心虛擬制造研究室是國內(nèi)最早開展虛擬制造研究的機(jī)構(gòu)之一，目前該中心正在建立支持產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的虛擬制造平臺。 國內(nèi)的研究主要集中在四個方面： 虛擬制造涉及的技術(shù)領(lǐng)域極其廣泛，從產(chǎn)品建模、過程建模、可交換數(shù)據(jù)模型到分布式仿真、離散事件仿真、面向?qū)ο蠓椒?、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。這些技術(shù)構(gòu)成了虛擬制造的技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)然，有些技術(shù)并非虛擬制造所特有，相關(guān)研究已經(jīng)展開和應(yīng)用。在虛擬制造概念下，這些技術(shù)也具有了新的內(nèi)涵，虛擬制造技術(shù)也不是各單項(xiàng)技術(shù)的簡單組合，而是在相關(guān)理論和已積累知識的基礎(chǔ)上對制造知識的系統(tǒng)化組織，需要進(jìn)一步深化。清華大學(xué)CIMS中心提出了支持虛擬制造的產(chǎn)品元建模方法，為產(chǎn)品生命周期的各階段分析與評價提供了可供操作的模型支持。 主要包括虛擬產(chǎn)品開發(fā)平臺、虛擬測試、虛擬裝配以及機(jī)床、模具的虛擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。其中清華大學(xué)在國家863/CIMS主題重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，開展了劍桿織機(jī)的虛擬產(chǎn)品開發(fā)，進(jìn)行了劍桿織機(jī)的三維數(shù)字建模及產(chǎn)品性能分析、加工過程仿真、虛擬裝配技術(shù)等技術(shù)的研究與應(yīng)用，并建立了具有相當(dāng)共性的支持創(chuàng)新設(shè)計(jì)的虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，其成果獲得2000年度國家科技進(jìn)步二等獎；北京機(jī)械科學(xué)研究院采用C語言和OpenGL進(jìn)行編程初步實(shí)現(xiàn)了立體停車庫的虛擬現(xiàn)實(shí)下的參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以直觀地進(jìn)行車庫的布局、設(shè)計(jì)、分析和運(yùn)動模擬。 主要包括材料熱加工工藝模擬、加工過程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。清華大學(xué)國家CIMS中心開發(fā)的加工過程仿真系統(tǒng)作為863/CIMS目標(biāo)產(chǎn)品已在多個企業(yè)得到成功的應(yīng)用，北航與一汽用OPTRIS開發(fā)的板料成型軟件已經(jīng)基本能夠模擬類似車門的中等復(fù)雜程度的汽車覆蓋件和其他沖壓成型件的沖壓成型過程；沈陽鑄造研究所開發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件包ESRD3D已經(jīng)應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)變曲面過流部件生產(chǎn)中，其產(chǎn)品在劉家峽、李家峽、天生橋、太平役等7個電站中使用；合肥工業(yè)大學(xué)研制的雙刀架數(shù)控車床加工過程模擬軟件已經(jīng)在馬鞍山鋼鐵股份有限公司車輪輪箍廠應(yīng)用，使數(shù)控程序現(xiàn)場調(diào)試時間由幾個班縮短到幾小時，并保證一次試切成功；北京機(jī)床研究所、機(jī)械科學(xué)研究院、東北大學(xué)、上海交大和長沙鐵道學(xué)院等單位也研制出一些這方面的仿真軟件。 主要包括虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)支持、開發(fā)策略等。其中提出了比較成熟的思想并可能實(shí)現(xiàn)的是由上海同濟(jì)大學(xué)張曙教授提出的分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)和西安交通大學(xué)謝友柏院士組建的異地網(wǎng)絡(luò)化研究中心。清華大學(xué)CIMS工程中心提出了基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）集成的虛擬制造體系結(jié)構(gòu)。它包括虛擬加工平臺、虛擬生產(chǎn)平臺、虛擬企業(yè)平臺，分別對產(chǎn)品的“可加工性”、“可生產(chǎn)性”和“可合作性”進(jìn)行決策支持。上海交通大學(xué)提出了基于界面層、控制層、應(yīng)用層、活動層、數(shù)據(jù)層五層協(xié)議的虛擬制造體系結(jié)構(gòu)。 七、關(guān)于發(fā)展我國虛擬制造技術(shù)的建議 虛擬制造的概念是基于信息技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)改造的需要及若干企業(yè)的初步實(shí)踐于1993年首先由美國提出的。我國清華大學(xué)國家CIMS工程技術(shù)研究中心從1996年開始進(jìn)行跟蹤研究，隨后863計(jì)劃立項(xiàng)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)研究，取得了初步進(jìn)展。 我國虛擬制造技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的主要差距表現(xiàn)在； （1） 虛擬制造研究開發(fā)環(huán)境缺乏總體規(guī)劃，資源分散、利用率低 （2） 缺乏支持虛擬制造的國產(chǎn)化軟件 （3） 缺乏既懂專業(yè)又懂計(jì)算機(jī)、既懂設(shè)計(jì)又懂工藝的復(fù)合型人才 （4） 企業(yè)需求日趨旺盛，但企業(yè)信息化基礎(chǔ)薄弱 （5） 投資強(qiáng)度不夠，缺乏能全面支持虛擬制造的大型研究與開發(fā)中心 為了加快我國的現(xiàn)代化，就必須加速科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化。在貫徹江澤民總書記“用信息化帶動工業(yè)化”的過程中，必須大力發(fā)展虛擬制造技術(shù)，為提高原創(chuàng)性能力，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，加速產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持手段，爭取用10~15年左右的時間，使我國的主要制造業(yè)能趕上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的水平。 建議分三步實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)。 第一步（2001—2005年）：打基礎(chǔ) 籌建國家級的綜合虛擬制造技術(shù)研究工程中心，首先開展虛擬制造基礎(chǔ)研究，包括產(chǎn)品建模、過程建模、仿真技術(shù)、產(chǎn)品與工藝表達(dá)、可交換數(shù)據(jù)模型方法等等；以及開展虛擬制造平臺的研究，包括虛擬制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、集成方法、集成技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)基于商用軟件集成的虛擬制造環(huán)境。 結(jié)合典型企業(yè)進(jìn)行虛擬制造示范應(yīng)用：選擇信息化基礎(chǔ)好、有一定技術(shù)隊(duì)伍、產(chǎn)品技術(shù)含量較高且有一定復(fù)雜性、面臨國際競爭的企業(yè)，探索利用虛擬制造技術(shù)加速其產(chǎn)品創(chuàng)新，提高企業(yè)競爭能力的發(fā)展道路。 在企業(yè)加強(qiáng)在三維ＣＡＤ基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)，使我國企業(yè)盡快從基于二維繪圖的計(jì)算機(jī)輔助繪圖過渡到基于三維的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，為我國企業(yè)推廣虛擬制造技術(shù)奠定基礎(chǔ) 第二步（2005—2010年）：見成效 建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：建立參數(shù)化的生產(chǎn)系統(tǒng)虛擬模型庫，工藝模型與虛擬產(chǎn)品模型規(guī)范；建立電磁兼容、熱設(shè)計(jì)、沖擊振動、三防技術(shù)數(shù)據(jù)庫，建立電子產(chǎn)品抗惡劣環(huán)境虛擬數(shù)據(jù)庫； 開發(fā)具有自主版權(quán)的支持虛擬制造技術(shù)軟件產(chǎn)品，如通用虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理軟件、專業(yè)型虛擬裝配軟件、流場分析軟件、面向異地異構(gòu)環(huán)境的基于INTERNET的CSCW（計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作）軟件、虛擬產(chǎn)品測試、評價系統(tǒng)（VVA）； 開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造環(huán)境，具有立體影象、3D聲音及力反饋的虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)接口的產(chǎn)品測試評價體系，實(shí)現(xiàn)基于WWW技術(shù)，HTML/VRML、CGI技術(shù)、Multicast技術(shù)、Java技術(shù)等，對文字、圖形、圖象、聲音、動畫的集成。 擴(kuò)大虛擬制造示范應(yīng)用規(guī)模：爭取5年內(nèi)200家企業(yè)較全面實(shí)施虛擬制造，并取得顯著實(shí)效 第三階段（2011—2015年）：成產(chǎn)業(yè) 建立行業(yè)性虛擬制造工程技術(shù)中心及服務(wù)體系，面向中小企業(yè)開展技術(shù)服務(wù)，逐步形成虛擬制造技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)； 全面應(yīng)用虛擬制造技術(shù)，推進(jìn)企業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化進(jìn)程。 虛擬制造技術(shù)在國外發(fā)展很快，我們應(yīng)當(dāng)吸收國外的成熟經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國實(shí)際，進(jìn)行總體規(guī)劃，在研究中大膽創(chuàng)新，在應(yīng)用時要注意人與技術(shù)的協(xié)調(diào)，注重企業(yè)實(shí)際，效益驅(qū)動，以達(dá)到事半功倍的效果。 (轉(zhuǎn)載文章，請注明出處:西安交大科技在線 )10 / 10