【正文】 的關(guān)鍵技術(shù)。軟件不僅需要實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的建模，還要考慮所建虛擬環(huán)境的可交互性、可漫游性等。 ③ 虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算平臺 計(jì)算平臺 在 VM系統(tǒng)中綜合處理各種輸入信息并產(chǎn)生作用于用戶的交互性輸出結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 模式一： 采用多個(gè)圖形處理器并聯(lián)及高速的數(shù)據(jù)總線裝置實(shí)現(xiàn)高度并行的計(jì)算結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)平臺計(jì)算。 模式二： 采用分布式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用現(xiàn)有資源完成復(fù)雜圖形計(jì)算，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多用戶參與，并提供“遠(yuǎn)程參與 ” 的感覺 。 2) 偏重于制造應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) ① 建模技術(shù) 虛擬制造系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)包容生產(chǎn)系統(tǒng)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型的信息體系結(jié)構(gòu)。 生產(chǎn)系統(tǒng)模型的建立有兩個(gè)方面： 其一：靜態(tài)描述 即系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。 其二：動態(tài)描述 即系統(tǒng)動態(tài)行為和狀態(tài)的描述。 產(chǎn)品模型 通過映射、抽象等方法提取的產(chǎn)品實(shí)施中各活動所需的模型 工藝模型 將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來，以反映生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型間的交互作用。 工藝模型包括：物理和數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計(jì)模型、計(jì)算機(jī)工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表和制造規(guī)則等。 ② 仿真技術(shù) 虛擬制造系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)涉及產(chǎn)品建模仿真、過程仿真、制造系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)思維過程和設(shè)計(jì)交互行為等的仿真。 ③ 可制造性評價(jià) 用計(jì)算機(jī)語言對給定的設(shè)計(jì)信息和制造資源等環(huán)境信息進(jìn)行描述，確定設(shè)計(jì)特性是否可制造，如果設(shè)計(jì)方案是可制造的，就確定可制造等級，如果設(shè)計(jì)方案的結(jié)論是不可制造，則判斷引起制造問題的設(shè)計(jì)原因，并給出修改方案。 虛擬制造技術(shù)的主要研究內(nèi)容： 1) 產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境 包括 :虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境、虛擬裝配與檢查、樣機(jī)設(shè)計(jì)與性能評價(jià)、運(yùn)動仿真、干涉檢驗(yàn)、產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)等。 產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)要求： 建立一個(gè)較完善的虛擬現(xiàn)實(shí)軟、硬件環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)、三維建模、虛擬裝配以及各種仿真和檢驗(yàn)等功能。 2) 單元技術(shù) 包括虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評判、產(chǎn)品熱加工過程仿真、企業(yè)生產(chǎn)過程規(guī)化、仿真與優(yōu)化、虛擬企業(yè) (分散網(wǎng)絡(luò)化制造 )和虛擬研發(fā)中心等。 3) 單元技術(shù)的集成與虛擬制造系統(tǒng) 以構(gòu)成一個(gè)集設(shè)計(jì)、仿真、檢查、校驗(yàn)和評價(jià)的完善系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品建立數(shù)據(jù)、信息技術(shù)和資源共享與交換、以及技術(shù)人員之間的直接聯(lián)系和協(xié)同工作的基礎(chǔ)，使得并行工程、人力和技術(shù)集成、信息交流等現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)成為可能 。 4) 分散網(wǎng)絡(luò)化制造 (虛擬企業(yè) ) 虛擬企業(yè)是多個(gè)自主企業(yè)由網(wǎng)絡(luò)和合作協(xié)議聯(lián)系起來的動態(tài)聯(lián)盟，能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同形成強(qiáng)大的市場競爭能力 。 3?？焖俪尚椭圃? 快速成型制造包括快速原型制造RP(Rapid Prototyping)、基于 RP的快速模具制造 RT(Rapid Tooling)、快速精鑄QC(Quick Casting)和快速反求工程RE(Reverse Engineering)。 RPM的技術(shù)內(nèi)容可包含在如下圖中： RPM是一個(gè)產(chǎn)品快速開發(fā)的制造系統(tǒng)它主要在如下方面加快了開發(fā)速度。 1) 原型及樣件快速制造 產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè) 制造 → 評估 → 改進(jìn)的不斷循環(huán)過程 。 在新產(chǎn)品開發(fā)中，很難作到一次開發(fā)成功。一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)往往要等到制造出來，才能進(jìn)行全面評估。但一個(gè)產(chǎn)品的制造往往需要專用工夾具、模具，尤其是形狀復(fù)雜的零件更是如此。而在產(chǎn)品試制開發(fā)時(shí)，制造工夾具往往造成資金投入的浪費(fèi)及開發(fā)時(shí)間的延誤。 RPM技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的控制下，直接制造出形狀精確的零件原型，原型在精鑄技術(shù)或簡易工模具制造技術(shù)支持下，轉(zhuǎn)化成與需要相接近的工程材料的功能零件，而不再需要工夾模具的投入 。 原型及功能零件的作用有： ① 進(jìn)行試裝配，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題。 ② 進(jìn)行戶外評估，以開發(fā)出更優(yōu)美的產(chǎn)品。 ③ 進(jìn)行功能試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品的性能是否滿足要求，以便優(yōu)化設(shè)計(jì)。 ④ 上市受顧客評估。 ⑤ 作為樣品，進(jìn)行投標(biāo)。 ⑥ 在客戶與供應(yīng)商之間作為一個(gè)更真實(shí)、更方便的交流媒介。 ⑦ 直接作為個(gè)性化、小批量的產(chǎn)品 。 2) 模具快速制造 模具是制造業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵問題。機(jī)電產(chǎn)品中相當(dāng)多數(shù)零件是由模具成形的。 模具的形狀復(fù)雜，加工精度高，基本上是單件生產(chǎn)，其制造周期一般比較長，費(fèi)用也較高，往往成為機(jī)電產(chǎn)品及早上市的瓶項(xiàng)環(huán)節(jié)。 RP技術(shù)與 RT技術(shù)集成，可快速提供工模具，與機(jī)械加工方法制造的模具相比，其周期往往縮短1/5~1/10，費(fèi)用降低 1/3~1/5。 與常規(guī)機(jī)械加工工藝比較， RPM系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面： ① 數(shù)控加工中由 CAD→CAM 中間有一個(gè) CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝編程 )。由于工件幾何形狀的多樣性，機(jī)床、刀具、夾具的結(jié)構(gòu)不同，刀具與工件的材料的不同，自動化的 CAPP是一件很難的事，至今也沒有通用的商用化軟件。模具往往具有復(fù)雜的型面，其數(shù)控編程是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜、要花費(fèi)很長時(shí)間的工作。 在 RP技術(shù)中，數(shù)據(jù)是流動的，大大節(jié)約了 CNC程序編制時(shí)間。 ② 復(fù)雜型面的 CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換也是一件耗時(shí)費(fèi)力的工作?？焖俜辞蠹夹g(shù)可以大大簡化這一過程， 使原來要花一周的 CAD輸入工作，在半天內(nèi)即可自動完成，且設(shè)計(jì)修改也可以在反求得到的 CAD模型上方便地修改。 ③ 切削加工的模腔電極、模芯表面難免有殘面刀痕，這往往要靠手功拋光，既費(fèi)時(shí)又難以保證精度。而基于 RP原型的金屬噴涂法及石墨電極研磨法，則避免了這一情況， 直接加工出表面光潔的表面，節(jié)約了時(shí)間，提高了質(zhì)量。 ④ 傳統(tǒng)的快速模具制造技術(shù)，要以實(shí)物為原型。但由于翻制過程的后序工序 (如精鑄金屬噴涂法，由 RP原型翻制砂輪及研磨電極時(shí)，電火花加工時(shí) )，均有變形，使模具產(chǎn)生誤差。但應(yīng)用 RP原形時(shí)，由于 可以事先預(yù)測各工序變形或經(jīng)過測量誤差反饋，來修改 CAD數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償。也即由 RP技術(shù)使制造系統(tǒng)形成了一個(gè)閉環(huán)，消除或減小了誤差，提高了模具制造精度。 由于形成了閉環(huán)制造系統(tǒng)，可以將材料通過模具成形時(shí)的收縮、回彈與翹曲考慮在內(nèi)，在 CAD中進(jìn)行總的補(bǔ)償，最終獲得合格的成形零件。 二。制造系統(tǒng)的快速重組 制造業(yè)在 由市場適應(yīng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變到生產(chǎn)適應(yīng)市場，就要求有足夠的柔性。 90年代以來，全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程打破了傳統(tǒng)的地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式，高速信息公路使世界越來越小，但對于單個(gè)企業(yè)來說，市場則更加廣闊。 國內(nèi)學(xué)者提出了 “虛擬設(shè)計(jì)中心 ” 、“虛擬研發(fā)中心 ” 和 LAF(Lean， Agile and Flexible)制造系統(tǒng)的概念。 ? LAF生產(chǎn)系統(tǒng) (LeanAgileFlexible)就是實(shí)現(xiàn)快速和柔性管理的企業(yè)。企業(yè)不僅要快速獲得新的技術(shù)，更重要的是技術(shù)必須與能夠充分利用知識，創(chuàng)造力及有利于形成企業(yè)人力資源的組織框架融為一體。 LAF生產(chǎn)系統(tǒng)就是把新技術(shù)和新組織結(jié)構(gòu)統(tǒng)一在一個(gè)新型生產(chǎn)系統(tǒng)中的生產(chǎn)模式。 LAF生產(chǎn)系統(tǒng)是為了定貨而組織生產(chǎn)的，其質(zhì)量觀體現(xiàn)在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)用戶的滿意程度上。它著眼于戰(zhàn)略層次、強(qiáng)調(diào)長期的財(cái)務(wù)績效，在不斷地變革中尋求成長和獲利的機(jī)會。 基于英特網(wǎng)的設(shè)計(jì)制造提供了一個(gè)面向任務(wù)、適應(yīng)市場的手段。這一模式將給現(xiàn)有企業(yè)帶來以下的沖擊和影響： ① 將來的企業(yè)如不能將自己的信息上網(wǎng)，則將得不到進(jìn)入市場的許可證，很難拿到定單。 ② 企業(yè)要有高度的處理信息、發(fā)現(xiàn)市場的能力，也就是需要熟悉制造技術(shù)和信息技術(shù)的高智商人才。 ③ 企業(yè)要有自己的技術(shù)強(qiáng)項(xiàng)，并不斷創(chuàng)新發(fā)展，否則不會被優(yōu)化組合，難以進(jìn)入動態(tài)聯(lián)盟。 ④ 傳統(tǒng)的固定的樹狀組織方式要改變，職能處室的功能將分散到各重組單元中，重組單元將集設(shè)計(jì)、工藝管理、質(zhì)量管理與加工制造一體，成一個(gè)智能細(xì)胞，一個(gè)重組單元。但它又不是固定的，而是根據(jù)投標(biāo)項(xiàng)目、進(jìn)行擴(kuò)展、精簡或重組。全企業(yè)范圍內(nèi)是矩陣網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)管理。 ? ⑤ 在動態(tài)聯(lián)盟內(nèi)部，集中遞階式?jīng)Q策控制將改變扁平網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)行。未來企業(yè)與傳統(tǒng)企業(yè)運(yùn)行模式不同。 未來企業(yè)的這種模式，傳統(tǒng)的觀念也應(yīng)發(fā)生變更。 ① 在全球經(jīng)濟(jì)下， 企業(yè)間的關(guān)系不僅是競爭，而且是合作與競爭并存。 ② 不單純從一個(gè)產(chǎn)品所獲取的利潤份額百分比進(jìn)行決策，而是把蛋糕做大及獲得更多的市場機(jī)遇。 ③ 不單純做盟主才能獲得豐厚的利潤。(這一點(diǎn)已為汽車配件廠商的案例所證明 )依靠技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)勢獲得定單，按定單進(jìn)行生產(chǎn)，以這種方式為主進(jìn)行運(yùn)作的企業(yè)又稱之為定制式生產(chǎn)企業(yè)。 虛擬企業(yè)運(yùn)行所需要的使能技術(shù)主要有： ① 制造網(wǎng)絡(luò) 這是動態(tài)聯(lián)盟及虛擬公司運(yùn)行的硬件環(huán)境，它向用戶提供一組客戶 /服務(wù)器模式的工具，實(shí)現(xiàn)透明的輔助制造服務(wù)網(wǎng)上存取。 ? 制造資源信息可以采用Express語言描述 ④ 虛擬公司運(yùn)行軟件 包括： 電子報(bào)價(jià)系統(tǒng)、動態(tài)聯(lián)盟優(yōu)化軟件、決策支持軟件、動態(tài)聯(lián)盟運(yùn)行評估及仿真軟件、虛擬公司計(jì)劃調(diào)度軟件，這些應(yīng)用軟件有待開發(fā)和完善。 6。 5 可持續(xù)發(fā)展制造戰(zhàn)略 以前的經(jīng)濟(jì)增長方式 主要以自然資源和勞動力為投入手段， 這種粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式，不僅消耗浪費(fèi)了地球上大量不可再生的寶貴資源，而且資源消耗和工業(yè)廢棄物造成的環(huán)境污染破壞了自然界生態(tài)系統(tǒng)，直接威脅人類的生存。 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以高技術(shù)努力降低自然資源消耗，把環(huán)境保護(hù)與自然資源統(tǒng)籌考慮地發(fā)展。 ? 在創(chuàng)造當(dāng)代發(fā)展與消費(fèi)的時(shí)侯，努力作到使自己的機(jī)會與后代人的機(jī)會平等，不能片面自私地追求自身的發(fā)展與消費(fèi)，而剝奪后代人本應(yīng)享有的發(fā)展與消費(fèi)的平等機(jī)會。 為了使工業(yè)產(chǎn)品和制造過程不破壞環(huán)境，必須改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略。 不能單純強(qiáng)調(diào)快速響應(yīng)制造，只研究交貨上市期、質(zhì)量和效益，還應(yīng)該研究支持和可持續(xù)發(fā)展的制造技術(shù)，把它當(dāng)作一個(gè)重要的戰(zhàn)略問題。 1) 綠色產(chǎn)品 ① 產(chǎn)品的原材料是易回收的或是重利用的，或者是易分解而不致在報(bào)廢后造成對環(huán)境的污染。 ② 產(chǎn)品在使用運(yùn)行時(shí)，不造成對環(huán)境的污染，如應(yīng)是低噪聲、不排出有害氣體的，運(yùn)行是節(jié)能的。 ③ 產(chǎn)品所用的原材料應(yīng)是來源豐富的，盡量減少稀缺資源的使用。 ④ 易拆卸，可重用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 2) 節(jié)能的制造過程 節(jié)能，就是節(jié)約地球資源 ， 同時(shí)能源消耗的減少，意味著產(chǎn)生電能、核能等過程中，污染排放也減少了。 3) 綠色制造過程 產(chǎn)生盡量少的噪聲，不產(chǎn)生有害氣體。如用液氮冷卻的超冷切削代替會產(chǎn)生有害氣體的乳化液。 4) 產(chǎn)品的包裝應(yīng)是綠色的 即包裝物或可重用的，或是易分解再生的，以免丟棄物對環(huán)境的污染。 可持續(xù)發(fā)展已成為國際共識。目前世界上己有 20多個(gè)國家建立了產(chǎn)品綠色標(biāo)志制造。今后產(chǎn)品沒有綠色標(biāo)志，將有可能被拒之于國際貿(mào)易之外。 綠色標(biāo)志是進(jìn)入國際市場的通行證。 目前綠色產(chǎn)品的比例大約為5%~10%。不久的將來有可能全部工業(yè)產(chǎn)品納入綠色設(shè)計(jì)，成為世界市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。 我們必須從法律上、戰(zhàn)略意義上、技術(shù)上充分認(rèn)識綠色產(chǎn)品，潔凈制造的重要性，并把它納入我們的設(shè)計(jì)及制造過程。 演講完畢，謝謝觀看！