網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用

信息化制造

信息化制造是以虛擬制造和大規(guī)模定制生產(chǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的，只有基本上實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)制造和流通以至產(chǎn)品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基礎(chǔ)E的先進(jìn)制造模式和信息化內(nèi)容才能叫做信息化制造。

隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，信息技術(shù)對(duì)制造技術(shù)發(fā)展的作用目前已占到第一位。產(chǎn)品制造過程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。信息技術(shù)使現(xiàn)代制造的技術(shù)含量提高，使傳統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)生質(zhì)的變化。信息技術(shù)也促進(jìn)著設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化，加工制造的精密化、快速化，自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化，整個(gè)制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化。

為了提高競(jìng)爭(zhēng)能力，企業(yè)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)κ袌?chǎng)需求的變化做出快速敏捷的反應(yīng)，并及時(shí)地對(duì)自身的生產(chǎn)做出合理的調(diào)整與重新規(guī)劃。面對(duì)不可預(yù)測(cè)、持續(xù)發(fā)展、快速多變的市場(chǎng)需求，企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)必須具有高度的柔性。計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的支持?；谶@些因素，概念設(shè)計(jì)、并行工程、智能制造、敏捷制造等多種有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)的新思想、新概念相繼誕生。虛擬制造(VirtualManufacture)就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式。

虛擬制造技術(shù)

虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。這樣，可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過程，以此來優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造過程，優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，以達(dá)到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本的最小化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率最高化，從而提高企業(yè)的快速響應(yīng)能力，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。也就是說虛擬制造是對(duì)實(shí)際制造進(jìn)行抽象、分析、綜合、得到實(shí)際產(chǎn)品的全數(shù)字化模型，其最終目標(biāo)是反作用于實(shí)際制造過程，用來指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

虛擬制造技術(shù)可以分為三大類：一是以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造技術(shù)；二是以生產(chǎn)為中心的虛擬制造技術(shù)；三是以控制為中心的虛擬制造技術(shù)。

以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造是將制造信息加人到產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)過程中，并在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行”制造”，仿真多種制造方案和產(chǎn)生許多” 軟”的模型，為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品和評(píng)估產(chǎn)品可制造性的環(huán)境。它的主要支持技術(shù)包括特征造型、面向數(shù)學(xué)的模型設(shè)計(jì)及加工過程的仿真技術(shù)。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括造型設(shè)計(jì)、熱力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、容差分析和加工過程仿真。

以生產(chǎn)為中心的虛擬制造以生產(chǎn)為中心的虛擬制造是將仿真能力加人到生產(chǎn)過程模型中，其目的是方便和快捷地評(píng)價(jià)多種加工過程，檢驗(yàn)新工藝流程的可信度、產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、資源的需求狀況(包括購(gòu)置新設(shè)備、征詢盟友等)，從而優(yōu)化制造環(huán)境的配置和生產(chǎn)的供給計(jì)劃。它的主要支持技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和嵌人式仿真技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域包括工廠或產(chǎn)品的物理布局及生產(chǎn)計(jì)劃的編排。

以控制為中心的虛擬制造以控制為中心的虛擬制造是將仿真能力增加到控制模型和實(shí)際的生產(chǎn)過程中，模擬實(shí)際的車間生產(chǎn)，評(píng)估車間生產(chǎn)活動(dòng)，達(dá)到優(yōu)化制造過程的目的。它的主要支持技術(shù)有：對(duì)離散制造一基于仿真的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度；對(duì)連續(xù)制造一基于仿真的最優(yōu)控制。

基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程制造

基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程制造技術(shù)指的是：面對(duì)市場(chǎng)機(jī)遇，針對(duì)某一市場(chǎng)需要，利用以互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的信息高速公路，靈活而迅速地組織社會(huì)制造資源，把分散在不同地區(qū)的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備資源、智力資源和各種核心能力，按資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，迅速地組合成一種沒有圍墻的、超越空間約束的、靠電子手段聯(lián)系的、統(tǒng)一指揮的經(jīng)營(yíng)實(shí)體一網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟企業(yè)，以便快速推出高質(zhì)量、低成本的新產(chǎn)品。

實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)的行為主體是網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，因此需從網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的全生命周期來考察研究與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟相關(guān)的一系列問題，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的生命周期按時(shí)序大致劃分為：面對(duì)市場(chǎng)機(jī)遇時(shí)的市場(chǎng)分析、資源重組分析、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟組建設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟組建實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟運(yùn)營(yíng)、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟終止。

在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟全壽命周期內(nèi)，所涉及到的實(shí)施技術(shù)涵蓋了以下幾方面：組織管理與運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)；資源重組技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)；信息傳輸、處理與轉(zhuǎn)換技術(shù)等：由于網(wǎng)絡(luò)化制造是建立在以因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息高速公路的基礎(chǔ)上，因此必須建立和完善相應(yīng)的法律、法規(guī)框架與電子商務(wù)環(huán)境，建立國(guó)家制造資源信息網(wǎng)，形成信息支持環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的企業(yè)虛擬化

傳統(tǒng)的制造企業(yè)主要依靠自己的內(nèi)部和幾個(gè)熟悉的合作伙伴進(jìn)行生產(chǎn)。要同其它企業(yè)建立新的合作關(guān)系可能需要花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間，因?yàn)楦黜?xiàng)事物如條約、條件、 CAD格式等等都需要協(xié)商，企業(yè)的生產(chǎn)能力也需要確認(rèn)。所要求的零件圖紙最多只能送到幾個(gè)車間評(píng)估，而且圖紙主要是通過電傳、Modem或磁盤等傳遞的，經(jīng)常需要手工重新輸入到車間的CAD系統(tǒng)。澄清每一步(如丟失了曲面精度或誤差說明等)都可能需要幾天的時(shí)間。如果發(fā)生了錯(cuò)誤或遇到了困難需要改變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，整個(gè)循環(huán)周期就可能增加50%，甚至更多。

在社會(huì)步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的今天，為了快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求，圍繞新產(chǎn)品開發(fā)，利用不同地域的現(xiàn)有資源、不同的企業(yè)或不同地點(diǎn)的工廠，重新組織一個(gè)新公司。該公司在運(yùn)行之前，必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運(yùn)行，并對(duì)投產(chǎn)后的風(fēng)險(xiǎn)、利益分配等進(jìn)行評(píng)估。這種聯(lián)作公司稱為虛擬公司，或者叫作動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，是一種虛擬企業(yè)，它具有集成性和實(shí)效性哺大特點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)體。