虛擬制造技術(shù)的定義精選(九篇)

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第1篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

[關(guān)鍵詞] 虛擬制造 仿真 應(yīng)用

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和社會(huì)的信息化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，制造企業(yè)為了在競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展，就應(yīng)該以最快的上市速度、最好的質(zhì)量、最低的成本和最優(yōu)的服務(wù)滿足不同顧客的需求。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求，美國(guó)20世紀(jì)80年代后期提出了虛擬制造技術(shù)，并在20世紀(jì)90年代得到極大重視并得到迅速發(fā)展。

二、虛擬制造技術(shù)定義

虛擬制造 (Virtual Manufacturing簡(jiǎn)稱VM）是實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的映射，即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制產(chǎn)品制造的本質(zhì)過(guò)程，以增強(qiáng)制造過(guò)程中各級(jí)的決策和控制能力。它為工程師們提供了從產(chǎn)品概論的形成、設(shè)計(jì)到制造全過(guò)程的三維可視及交互的環(huán)境，使得制造技術(shù)發(fā)展到了全方位預(yù)報(bào)的新階段 。

三、虛擬制造方法具有以下特點(diǎn)：

1.全新的研發(fā)模式：虛擬制造技術(shù)中，設(shè)計(jì)者采用三維方式，建立全關(guān)聯(lián)的的數(shù)字模型。當(dāng)需要繪圖數(shù)據(jù)時(shí)，可以方便地從三維模型中抽取，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，同時(shí)還要求進(jìn)行產(chǎn)品總體的模型設(shè)計(jì)，而不僅限于設(shè)計(jì)單個(gè)部件或零件，設(shè)計(jì)者需要了解零件如何制造、裝配，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)過(guò)程，各專業(yè)人員不再分開(kāi)獨(dú)立地工作，而是按照項(xiàng)目進(jìn)行組織并同時(shí)開(kāi)展工作，能夠很好地解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的同步問(wèn)題。

2.降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量：通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立產(chǎn)品的數(shù)字化模型，可以完成無(wú)數(shù)次物理樣機(jī)無(wú)法進(jìn)行的虛擬試驗(yàn)，從而無(wú)需制造及試驗(yàn)物理樣機(jī)就可獲得最優(yōu)方案，減少了物理樣機(jī)的數(shù)量，縮短了研發(fā)周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的重要手段：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)和制造，具有傳遞快速、反饋及時(shí)的特點(diǎn)，進(jìn)而使動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的活動(dòng)具有高度的并行性。

四、虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬制造技術(shù)涉及面很廣，如環(huán)境構(gòu)成技術(shù)、過(guò)程特征抽取、集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)、制造特征數(shù)據(jù)集成、多學(xué)科交叉功能、決策支持工具、接口技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、建模與仿真技術(shù)等，其中后三項(xiàng)是虛擬制造的核心技術(shù)。

1.建模技術(shù)：虛擬制造系統(tǒng)的建模包括生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型。生產(chǎn)模型可歸納為靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)描述兩個(gè)方面。靜態(tài)描述是指系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述。動(dòng)態(tài)描述是指在已知系統(tǒng)狀態(tài)和需求特性的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程。虛擬制造下的產(chǎn)品模型不再是單一的靜態(tài)特征模型，它能通過(guò)映射、抽象等方法提取產(chǎn)品實(shí)施中各活動(dòng)所需的模型，包括三維動(dòng)態(tài)模型，干涉檢查，應(yīng)力分析等。工藝模型是將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性聯(lián)系起來(lái)，以反應(yīng)生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型之間的交互作用。

2.仿真技術(shù)。仿真就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型，從而得到一系列的統(tǒng)計(jì)性能。目前廣泛使用CAD、Solidworks、UG、PRO/E等三維軟件能較方便的構(gòu)建三維模型，虛擬樣機(jī)是基于三維模型的產(chǎn)物，能完成結(jié)構(gòu)分析、裝配仿真及運(yùn)動(dòng)仿真等復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VRT（Virtual Reality Technology）是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維環(huán)境（稱為虛擬環(huán)境）中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。由圖形系統(tǒng)及各種接口設(shè)備組成。在計(jì)算機(jī)上建立起的虛擬制造環(huán)境是一種接近人們自然活動(dòng)的一種“自然”環(huán)境，可以充分發(fā)揮技術(shù)人員的想象力和創(chuàng)造能力，相互協(xié)作發(fā)揮集體智慧，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和縮短開(kāi)發(fā)周期。

4.虛擬制造的分類。按照與生產(chǎn)各個(gè)階段的關(guān)系,虛擬制造可分成三類:(1)以設(shè)計(jì)為中心的VM，這類 VM 是將制造信息加入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字化制造，仿真多種制造方案，評(píng)估各種生產(chǎn)情景，通過(guò)仿真制造來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，以便作出正確決策。(2)以生產(chǎn)為中心的VM，這類 VM 是將仿真能力加到生產(chǎn)計(jì)劃模型中，以便快捷化評(píng)價(jià)生產(chǎn)計(jì)劃，檢驗(yàn)工藝流程、資源需求狀況以及生產(chǎn)效率，從而優(yōu)化制造環(huán)境和生產(chǎn)供應(yīng)計(jì)劃。(3)以控制為中心的VM，這類 VM 是將仿真能力加到控制模型中，提供對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的仿真環(huán)境，即將機(jī)器控制模型用于仿真，其目標(biāo)是實(shí)際生產(chǎn)中的過(guò)程優(yōu)化，改進(jìn)制造系統(tǒng)。

5.虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)首先在軍事、航空航天、汽車領(lǐng)域中獲得成功的應(yīng)用。例如波音飛機(jī)公司777飛機(jī)的設(shè)計(jì)，就是采用虛擬制造技術(shù)的典型范例，設(shè)計(jì)、裝機(jī)、測(cè)試均在計(jì)算機(jī)中完成模擬，實(shí)時(shí)采集和處理數(shù)據(jù)并及時(shí)解決設(shè)計(jì)問(wèn)題，使得最終制造出來(lái)的波音777飛機(jī)與設(shè)計(jì)方案誤差小于0.001英寸，保證一次試制成功。

目前虛擬制造技術(shù)應(yīng)用得比較成熟的有：產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)仿真、熱加工工藝模擬、加工過(guò)程仿真、產(chǎn)品裝配仿真、虛擬樣機(jī)與產(chǎn)品工作性能評(píng)測(cè)、企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的仿真與優(yōu)化、產(chǎn)品的廣告與漫游等。

五、結(jié)語(yǔ)

采用虛擬制造技術(shù)，在三維可視化虛擬環(huán)境中，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的想象力和創(chuàng)造力，使設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)的計(jì)算分析完美地相結(jié)合，推進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與發(fā)展，提高了機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力。隨著制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬制造技術(shù)方面的研究將會(huì)進(jìn)入一個(gè)更加嶄新的階段。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)雋琪等:虛擬制造的理論.技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐.上海交通大學(xué)出版社,2003：1～24

[2]王志新:虛擬技術(shù)及其應(yīng)用.上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)第20卷,第1期：49～55

第2篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

先進(jìn)制造技術(shù)(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作為一個(gè)專有名詞目前還沒(méi)有準(zhǔn)確的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。其具有如下一些特點(diǎn)：

1、從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要；

2、從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮；

3、從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)；

4、從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量；

5、從按照功能劃分部門(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點(diǎn)，只不過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的研究工作，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。

（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說(shuō)并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

（2）虛擬制造(VMVirtualManufacturing)虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而使產(chǎn)品一次性制造成功，達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)的，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

（4）綠色制造(GMGreenManufacturing)綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)境保護(hù)的必然選擇，發(fā)展不能以環(huán)境污染為代價(jià)。國(guó)際制造業(yè)的實(shí)踐表明，通過(guò)改進(jìn)整個(gè)制造工藝來(lái)減少?gòu)U棄物，要比處理工廠處理已經(jīng)排放的廢棄物大大節(jié)省開(kāi)支。綠色制造的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)達(dá)到目的，即它是虛擬制造的一部分。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)看，綠色制造是必然選擇，它將成為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。

二、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中相關(guān)思想的精華，從信息集成、過(guò)程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說(shuō)，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

從以上的分析中我們可以看到：各種先進(jìn)制造技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)、彼此交叉的，在先進(jìn)制造技術(shù)的含義下，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為它的核心，并隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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［2］吳澄，李伯虎.從計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)到現(xiàn)代集成制造系統(tǒng).CIMS，1998，(10).

［3］李敏賢.面向21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)[J.機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化，1998，20(4).

第3篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

以飛機(jī)裝配工藝為例，過(guò)去采用樣板、模線、樣件等模擬量傳遞方式，效率，準(zhǔn)確度，產(chǎn)品質(zhì)量都比較低。而現(xiàn)在基于計(jì)算機(jī)的先進(jìn)裝配協(xié)調(diào)方法采用了數(shù)字量傳遞的方式，效率，準(zhǔn)確度都有很大提高。然而無(wú)論是哪種裝配，協(xié)調(diào)工藝都決定于其設(shè)計(jì)。因此要提高裝配，協(xié)調(diào)工藝必須從設(shè)計(jì)入手。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)以CAD/CAM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和信息集成技術(shù)發(fā)展等為基礎(chǔ)，主要內(nèi)容有產(chǎn)品數(shù)字化定義、虛擬裝配和并行技術(shù)等。產(chǎn)品數(shù)字化定義是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)描述和定義產(chǎn)品的研制，它的目的是對(duì)在產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化過(guò)程中所包含的信息進(jìn)行定義和描述，以及這些信息之間的相互關(guān)聯(lián)。產(chǎn)品數(shù)字化裝配是指對(duì)已進(jìn)行數(shù)字化定義的產(chǎn)品零部件通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)體進(jìn)行虛擬裝配，確定航空部件的配合是否符合尺寸，配合要求是否存在超差等等。使在設(shè)計(jì)過(guò)程中的可能不合理因素減到最少，從而減少在制造過(guò)程中的更改與返工。由于采用了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，使波音777研制周期縮短了一半，降低了25%的成本，減少了75%的出錯(cuò)與返工率，產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度提高。并在波音777飛機(jī)開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程中的成功應(yīng)用，使數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性得到充分認(rèn)識(shí)。

2集成技術(shù)

由于航空產(chǎn)品有研制周期長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，產(chǎn)品使用期長(zhǎng)，售后情況復(fù)雜，研發(fā)生產(chǎn)合作國(guó)際化等特點(diǎn)，因此集成技術(shù)顯得尤為重要。作為集成制造技術(shù)的重要組成部分，計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將CAD、數(shù)控編程、數(shù)控加工等原本各自獨(dú)立的環(huán)節(jié)整合為一個(gè)有機(jī)整體，以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短制造過(guò)程，減少生產(chǎn)成本的目的。現(xiàn)代集成技術(shù)包含有信息集成、過(guò)程集成和企業(yè)間集成。通過(guò)現(xiàn)代集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化制造。完成波音777研發(fā)生產(chǎn)后波音公司，開(kāi)始實(shí)施DCAC/MRM（飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制/制造資源管理），以達(dá)到從用戶訂單、設(shè)計(jì)制造、最終到交付使用的統(tǒng)一信息和過(guò)程管理的目的?，F(xiàn)代集成技術(shù)可以解決以前單一數(shù)據(jù)源方面存在的問(wèn)題，統(tǒng)一管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理過(guò)程數(shù)據(jù)。確定信息的完整性、唯一性、協(xié)調(diào)性、有效性、無(wú)冗余和安全性。將資源管理、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)等5個(gè)過(guò)程的信息整合為一體。

3數(shù)控加工技術(shù)

先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)代航空制造業(yè)中一個(gè)重要的組成部分，也是柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著我國(guó)近年來(lái)大量新機(jī)研制項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，大量的業(yè)務(wù)都需要國(guó)際間合作，各航空企業(yè)所保有的數(shù)控機(jī)床總量已大幅度增加，通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工的零件數(shù)量明顯增多。在航空制造所涉及的零部件主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)量多，表面形狀復(fù)雜。因此加工技術(shù)難度很大，在此需求背景下，對(duì)航空行業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)水平有很高要求。為實(shí)現(xiàn)這一要求，以特征技術(shù)為基礎(chǔ)的針對(duì)飛機(jī)零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)件的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)技術(shù)，分布式的DNC技術(shù)，CAP智能化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，車間生產(chǎn)組織、管理調(diào)度技術(shù)有了很大的提高。

4虛擬制造技術(shù)

虛擬制造的實(shí)質(zhì)是通過(guò)相關(guān)軟件在計(jì)算機(jī)中的制造，可在計(jì)算機(jī)中演示完整的制造過(guò)程。通過(guò)虛擬制造可以驗(yàn)證制造過(guò)程的安全性，并且可以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)方案。從而保證設(shè)備與操作人員的安全，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)工期，提高生產(chǎn)效率。

5計(jì)算機(jī)技術(shù)在常規(guī)成形領(lǐng)域中的應(yīng)用

作為最早于計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的行業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)明顯地推動(dòng)著航空制造工業(yè)各方面的改變。計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空部件制造的三大傳統(tǒng)工藝（鈑金、機(jī)械加工、鉚裝）中的廣泛應(yīng)用，航空制造技術(shù)水平有很大進(jìn)步。飛機(jī)鈑金件往往具有結(jié)構(gòu)體積大，質(zhì)量輕的特點(diǎn)，而且大部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的鈑金部分是保證飛機(jī)氣動(dòng)外形的重要組成，其加工水平直接決定了飛機(jī)的氣動(dòng)性能。然而以蒙皮加工為例，傳統(tǒng)的蒙皮拉形機(jī)往往以人工操作為主，加工質(zhì)量取決于操作員的熟練度與技術(shù)水平，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。不過(guò)隨著大量采用數(shù)控技術(shù)的蒙皮拉形機(jī)的投入使用，產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定保障。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工方面，大量地對(duì)先進(jìn)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行采用，使飛機(jī)零部件中的復(fù)雜表面加工，如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的生產(chǎn)效率大大提高。在傳統(tǒng)的飛機(jī)連接技術(shù)中主要采用鉚接等方法，同時(shí)也導(dǎo)致了疲勞壽命低，密封性差等。而隨著對(duì)真空電子束焊，激光焊等先進(jìn)連接技術(shù)的研究，可以有效地改善機(jī)體結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)力學(xué)性能。

6結(jié)束語(yǔ)

第4篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；資源庫(kù)；虛擬制造；應(yīng)用前景

引言

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和高職高專教育教學(xué)改革的深入，信息化建設(shè)在教育教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用已經(jīng)成為不可或缺的手段，而共享型專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)是教育信息化的直接體現(xiàn)。

《數(shù)控加工》課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程也是核心課程，加強(qiáng)數(shù)控資源庫(kù)建設(shè)力度，擴(kuò)大數(shù)控資源庫(kù)在數(shù)控教學(xué)中的影響力關(guān)乎數(shù)控專業(yè)將來(lái)的發(fā)展。如何讓資源庫(kù)的建設(shè)更加合理有效的為學(xué)校教學(xué)、教師交流等方便服務(wù)，是現(xiàn)在要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual　Reality簡(jiǎn)稱VR）是指利用計(jì)算機(jī)和設(shè)備，生成與真實(shí)環(huán)境相一致的三維虛擬環(huán)境，允許用戶從不同的角度和視點(diǎn)來(lái)觀看這個(gè)環(huán)境，并且能夠通過(guò)輔助設(shè)備與環(huán)境中的物體進(jìn)行交互關(guān)聯(lián)。將從根本上改變?nèi)伺c計(jì)算機(jī)之間的枯燥、生硬和被動(dòng)的現(xiàn)狀，為人機(jī)交互技術(shù)開(kāi)創(chuàng)新的研究領(lǐng)域。虛擬制造則是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上完成制造過(guò)程的技術(shù)。采用此技術(shù)，在實(shí)際的制造之前，可以對(duì)產(chǎn)品的功能和制造性、經(jīng)濟(jì)性等方面的潛在問(wèn)題進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢測(cè)及企業(yè)各級(jí)的管理控制等，增強(qiáng)制造過(guò)程中各級(jí)的決策和控制能力。

2.《數(shù)控加工》課程資源庫(kù)建設(shè)內(nèi)容

2.1網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)：網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)包括兩大類內(nèi)容：一是現(xiàn)有的CAI課件改造升級(jí)；二是新開(kāi)發(fā)一批網(wǎng)絡(luò)課程。網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)要與素材庫(kù)建設(shè)相結(jié)合。CAI課件改造的方式是在學(xué)校的現(xiàn)有CAI課件中優(yōu)選出一批具有較高質(zhì)量的課件進(jìn)行升級(jí)改造，再存入數(shù)控教學(xué)資源庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的目的是為學(xué)校教育教學(xué)提供急需的、成系列的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)上教學(xué)資源。為適應(yīng)不同層次的學(xué)習(xí)者，網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)必須分年級(jí)、分學(xué)科進(jìn)行系列教學(xué)課程建設(shè)。

2.2素材庫(kù)建設(shè)：教學(xué)素材庫(kù)建設(shè)是為了集中建設(shè)我國(guó)學(xué)校的優(yōu)秀教學(xué)資源，避免網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)過(guò)程中的大量重復(fù)性勞動(dòng)，提高現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育職員建設(shè)的效率，盡快建設(shè)進(jìn)程，降低建設(shè)成本。教學(xué)素材庫(kù)是一個(gè)具備科學(xué)性、實(shí)用性、方便性特征的大型知識(shí)庫(kù)，服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)資源建設(shè)的重要內(nèi)容。素材庫(kù)的類型主要有小型課件庫(kù)、圖片素材庫(kù)、動(dòng)畫(huà)素材庫(kù)、音效素材庫(kù)、教案庫(kù)、試題庫(kù)、教研論文庫(kù)、數(shù)控大賽庫(kù)等?，F(xiàn)有音視頻教育資源數(shù)字化改造是教學(xué)素材庫(kù)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于音視頻教育資源文件大，應(yīng)該組織專家篩選出一批有價(jià)值的音頻教育資源進(jìn)行數(shù)字化改造，采用先進(jìn)、安全、有效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)進(jìn)行處理，目的是盡量降低網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量，以提高數(shù)據(jù)傳輸速度，同時(shí)，注意開(kāi)發(fā)新的音視頻教育資源。

2.3教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)：教學(xué)支撐環(huán)境可為學(xué)校遠(yuǎn)程教育的施教者和學(xué)習(xí)者提供完整的教學(xué)輔助與輔導(dǎo)工具，包括素材收藏夾、網(wǎng)絡(luò)課件協(xié)作工具、多媒體集成軟件和網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上自測(cè)等教學(xué)輔助軟件及各類教學(xué)及管理的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)在數(shù)控加工資源庫(kù)中的應(yīng)用

隨著虛擬制造等新概念的提出，虛擬加工作為虛擬制造技術(shù)的一個(gè)十分重要的分支，其過(guò)程的研究在國(guó)內(nèi)外受到越來(lái)越普遍的重視。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的《數(shù)控加工》課程資源庫(kù)，在此虛擬環(huán)境中，除了完成零件加工過(guò)程的整個(gè)仿真過(guò)程，同時(shí)，可以定義工件的幾何形狀，材料的物理性能，加工過(guò)程切削參數(shù)建立起加工過(guò)程物理模型，進(jìn)行加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行模擬，盡早的發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程中未能預(yù)料到的對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的因素，從而判斷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可加工性，進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

《數(shù)控加工》資源庫(kù)的訪問(wèn)與人機(jī)交互主要是以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：

3.1車間的管理：使用者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)數(shù)控加工車間所有數(shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)數(shù)控加工車間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)漫游，觀察車間布局狀況，查看生產(chǎn)任務(wù)和對(duì)其他車間實(shí)現(xiàn)信息共享，以此來(lái)解決學(xué)校硬件設(shè)備資源的不足和學(xué)生對(duì)數(shù)控生產(chǎn)車間不熟悉的狀態(tài)。

3.2數(shù)控機(jī)床庫(kù)：利用Nx建模軟件將數(shù)控加工中心、數(shù)控車床和數(shù)控銑床的外觀和整體布局進(jìn)行繪制，利用3Dmax軟件對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行渲染，最后利用Eon　Studio軟件將現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行虛擬加工、裝配，同時(shí)到網(wǎng)絡(luò)使其能夠在《數(shù)控加工》資源庫(kù)中進(jìn)行鏈接，供使用者對(duì)數(shù)控機(jī)床外觀了解、內(nèi)部機(jī)械部件和電子部件進(jìn)行拆裝、數(shù)控維修調(diào)試等操作，以便更熟悉與操作機(jī)床。

3.3數(shù)控刀具庫(kù)：將繪制完成的數(shù)控刀具外觀尺寸、刀具角度、切削參數(shù)等利用Eon軟件轉(zhuǎn)換成基于internet網(wǎng)絡(luò)支持文件，使得使用者能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行刀具知識(shí)的學(xué)習(xí)。

3.4數(shù)控夾具庫(kù)：將數(shù)控夾具中的車床夾具、銑床夾具及復(fù)合夾具各部分零件進(jìn)行繪制成實(shí)體，將零件利用Eon　Studio軟件進(jìn)行虛擬裝配，可以根據(jù)零件形狀不同將夾具進(jìn)行裝配，以方便查找在實(shí)際裝夾過(guò)程中所遇到的干涉、欠定位和過(guò)定位等現(xiàn)象，減少在實(shí)際裝配中的反復(fù)拆裝的過(guò)程，減少數(shù)控加工零件安裝輔助時(shí)間。從而對(duì)夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并加以解決和優(yōu)化。

3.5加工零件庫(kù)：將數(shù)控加工過(guò)程中所需要的符合《數(shù)控加工》課程所要求的知識(shí)點(diǎn)的典型零件進(jìn)行繪制，并根據(jù)教學(xué)知識(shí)重點(diǎn)及難點(diǎn)制作教學(xué)實(shí)施過(guò)程文件，并在數(shù)控虛擬車間中利用音視頻的方式進(jìn)行選播，學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)實(shí)際加工零件知識(shí)要點(diǎn)的掌握情況進(jìn)行播放，避免全班學(xué)生同一個(gè)難度，而使得一部分學(xué)生產(chǎn)生厭煩的情緒。

4.結(jié)論

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從其萌芽到今天的日漸成熟已經(jīng)經(jīng)歷了一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，伴隨著計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展的階段，使我們的虛擬現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景更加真實(shí)。國(guó)內(nèi)的企業(yè)及學(xué)校對(duì)虛擬生產(chǎn)車間的內(nèi)涵和意義尚缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，這些因素是制約虛擬制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的不利因素。同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《數(shù)控加工》課程資源庫(kù)建設(shè)中更是少之又少，如何提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用廣度，已經(jīng)成為現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)行業(yè)一項(xiàng)極其重要的問(wèn)題。

第5篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造業(yè) 制造技術(shù) 制造模式 市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織

〔中圖分類號(hào)〕F062.9 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕 1000-7326（2008）06-0074-06

在經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)革命的推動(dòng)下，國(guó)際制造業(yè)的生產(chǎn)方式正在發(fā)生著重大變革。近十余年來(lái)，世界主要工業(yè)國(guó)紛紛制定各種發(fā)展計(jì)劃，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)向先進(jìn)制造業(yè)（advanced manufacturing industry）轉(zhuǎn)變。加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，已經(jīng)成為世界制造業(yè)發(fā)展的新潮流。本文根據(jù)當(dāng)代國(guó)際制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，從超微觀、微觀和中觀三維視角進(jìn)行綜合概括，建立起一個(gè)新的先進(jìn)制造業(yè)理論模型。

一、關(guān)于先進(jìn)制造業(yè)概念的討論

“先進(jìn)制造業(yè)”是國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界近年中提出的新概念，目前尚沒(méi)有一個(gè)明確的、一致公認(rèn)的定義。什么是先進(jìn)制造業(yè)？解釋主要有以下三種。

（1）先進(jìn)制造業(yè)主要指采用先進(jìn)制造技術(shù)為主要生產(chǎn)手段的制造業(yè)。先進(jìn)制造業(yè)最主要的特點(diǎn)是技術(shù)革新快，適應(yīng)市場(chǎng)需求的多樣化。[1]

（2）先進(jìn)制造業(yè)是指能夠不斷吸收高新技術(shù)成果，并將先進(jìn)制造技術(shù)和管理方式綜合應(yīng)用于研究、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)和服務(wù)等全程的制造業(yè)。具有技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、創(chuàng)新能力強(qiáng)、資源消耗低、環(huán)境污染少、服務(wù)功能全、就業(yè)比較多等特點(diǎn)。[2] 它不僅包括高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也涵蓋運(yùn)用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

（3）先進(jìn)制造業(yè)指制造業(yè)不斷地吸收電子信息、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料以及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的高新技術(shù)成果，并將這些先進(jìn)制造技術(shù)綜合應(yīng)用于制造業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、在線檢測(cè)、營(yíng)銷、服務(wù)和管理的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，即實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、智能化、柔性化、生態(tài)化生產(chǎn)，取得很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和市場(chǎng)效果的制造業(yè)的總稱。[3]

上述三種解釋都有合理之處，但又都不全面和準(zhǔn)確。首先，先進(jìn)制造業(yè)無(wú)疑離不開(kāi)先進(jìn)技術(shù)，但僅采用先進(jìn)技術(shù)，或僅從先進(jìn)技術(shù)來(lái)定義，不足以揭示先進(jìn)制造業(yè)的內(nèi)涵，也無(wú)法把先進(jìn)制造業(yè)與以技術(shù)先進(jìn)為標(biāo)志界定的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)分開(kāi)來(lái)。實(shí)際上，傳統(tǒng)制造業(yè)也是追求技術(shù)不斷進(jìn)步的。其次，先進(jìn)制造業(yè)的確不僅僅局限于生產(chǎn)過(guò)程，還應(yīng)該包括產(chǎn)前和產(chǎn)后全過(guò)程，但這也還不足以說(shuō)明先進(jìn)制造業(yè)是一種新的生產(chǎn)方式。最后，上述解釋都把先進(jìn)制造視為一個(gè)封閉的系統(tǒng)，忽視了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化的營(yíng)銷系統(tǒng)和企業(yè)之間的廣泛關(guān)聯(lián)。

筆者認(rèn)為，應(yīng)該結(jié)合國(guó)際制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和先進(jìn)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展特征，可以從超微觀、微觀和中觀的三維視角來(lái)對(duì)先進(jìn)制造業(yè)進(jìn)行理論概括。

從超微觀即企業(yè)內(nèi)部的角度看，先進(jìn)制造業(yè)首先表現(xiàn)為技術(shù)的先進(jìn)性，是一個(gè)能夠不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的先進(jìn)技術(shù)體系。既能不斷吸收當(dāng)代高新技術(shù)成果來(lái)進(jìn)行自主技術(shù)開(kāi)發(fā)，又善于將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于從研發(fā)、制造到營(yíng)銷、維修服務(wù)的全過(guò)程。先進(jìn)技術(shù)是企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)制造業(yè)的發(fā)展起決定性作用。正是在先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，先進(jìn)制造業(yè)才能夠?qū)崿F(xiàn)信息化、自動(dòng)化、智能化、柔性化和生態(tài)化生產(chǎn)。

從微觀即企業(yè)整體的角度看，先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)為生產(chǎn)模式的先進(jìn)性，是一種能夠適應(yīng)市場(chǎng)變化、不斷優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部資源配置、并能兼顧生態(tài)環(huán)境和社會(huì)利益的高效生產(chǎn)體系。諸如柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、精益生產(chǎn)模式（LP）、清潔生產(chǎn)模式（CP）、高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬制造模式（VM）等，就是最為著名的先進(jìn)制造模式。它決定著企業(yè)具體配置各種生產(chǎn)要素的方式和效率，體現(xiàn)著企業(yè)與市場(chǎng)之間密切的良性互動(dòng)關(guān)系，也反映著企業(yè)與生態(tài)和社會(huì)環(huán)境的和諧相處。正是在生產(chǎn)模式這一點(diǎn)上，先進(jìn)制造業(yè)與傳統(tǒng)制造業(yè)迥然有別。

從中觀即產(chǎn)業(yè)體系的角度看，先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)為營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)組織的先進(jìn)性，是一種以產(chǎn)業(yè)鏈為主干、集群化為依托的網(wǎng)絡(luò)化市場(chǎng)組織。先進(jìn)制造業(yè)是以現(xiàn)代生產(chǎn)業(yè)和發(fā)達(dá)的市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)為支撐的。先進(jìn)制造業(yè)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)部門(mén)、各企業(yè)之間，在投入產(chǎn)出方面存在著密切的聯(lián)系，需要通過(guò)價(jià)值鏈上的整合與協(xié)同、形成供應(yīng)鏈聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)集群，從而組成高效率的市場(chǎng)系統(tǒng)。

通過(guò)上述分析，概括起來(lái)，可以得出先進(jìn)制造業(yè)的簡(jiǎn)明定義：先進(jìn)制造業(yè)就是廣泛應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)、采用先進(jìn)制造模式、擁有先進(jìn)市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)?？捎脠D1來(lái)清楚表示先進(jìn)制造業(yè)的理論模型。

二、先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展

一般認(rèn)為：先進(jìn)制造技術(shù)是將先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)、電子信息技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備以及材料技術(shù)等高新技術(shù)和先進(jìn)適用性技術(shù)，綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和市場(chǎng)開(kāi)拓、售后服務(wù)，并取得經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的綜合技術(shù)，它們被統(tǒng)稱為先進(jìn)制造技術(shù)。

先進(jìn)制造技術(shù)一般分為四大類。（1） 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、反求工程技術(shù)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、基于并行工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、文件設(shè)計(jì)技術(shù)與質(zhì)量功能配置、再生產(chǎn)工程、綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)等。（2） 先進(jìn)的制造工藝技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、少無(wú)切削制造技術(shù)、非機(jī)械加工制造技術(shù)、生長(zhǎng)型加工和快速原型技術(shù)制造(RPM)、虛擬制造技術(shù)（VMP）等。（3） 綜合自動(dòng)化技術(shù)，包括分布式數(shù)控技術(shù)(DNC)、柔性制造技術(shù)(FMT )、集成制造技術(shù)(CIMT)、智能制造技術(shù)(IMT)等。（4） 現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，包括制造資源計(jì)劃（MRPII）、準(zhǔn)時(shí)制（JIT）及精益生產(chǎn)(LP)、敏捷制造（AM）、全球化制造(GM)和信息管理系統(tǒng)(IMS)、可持續(xù)發(fā)展技術(shù)和相關(guān)技術(shù)等。[4]

1994年初，美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)（FCCSET）下屬的工業(yè)和技術(shù)委員會(huì)先進(jìn)制造技術(shù)工作組，曾經(jīng)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵首次作系統(tǒng)的說(shuō)明，認(rèn)為先進(jìn)制造技術(shù)主要包括三個(gè)技術(shù)群：主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群和制造基礎(chǔ)設(shè)施（制造技術(shù)環(huán)境）。這三部分構(gòu)成一個(gè)完整的體系，缺一不可，否則很難發(fā)揮預(yù)期的整體功能效益。

與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，先進(jìn)制造技術(shù)具有四大特征。（1） 它的基礎(chǔ)是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、無(wú)污染或少污染工藝，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化及與新技術(shù)的結(jié)合，形成新的工藝與技術(shù)。（2） 傳統(tǒng)制造技術(shù)一般單指加工制造過(guò)程的工藝辦法，而先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售、使用、維修整個(gè)過(guò)程。（3） 傳統(tǒng)制造技術(shù)一般只能駕馭生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流和能量流，隨著信息技術(shù)的列入，使先進(jìn)制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。（4） 傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一，界限分明，而先進(jìn)制造技術(shù)的各專業(yè)、學(xué)科、技術(shù)之間的不斷交叉、融合，形成了綜合、集成的新技術(shù)。

目前在發(fā)達(dá)國(guó)家，先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基本態(tài)勢(shì)是：其一，以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為標(biāo)志的柔性制造單元系統(tǒng)，以柔性制造單元和自動(dòng)、半自動(dòng)物料輸送組合為標(biāo)志的柔性制造系統(tǒng)，這兩個(gè)階段的先進(jìn)制造技術(shù)已相當(dāng)成熟。其二，以信息、工藝、物流、計(jì)算機(jī)集成為特點(diǎn)的集成技術(shù)已處于完善階段。其三，以設(shè)計(jì)智能化、單元化加工過(guò)程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的智能集成制造系統(tǒng)，仍然處在研究與開(kāi)發(fā)過(guò)程中。[5] 具體來(lái)看，呈現(xiàn)出以下幾大發(fā)展趨勢(shì)。

（1）數(shù)字化。它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理技術(shù)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。它包含了三大部分：以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字制造，以控制為中心的數(shù)字制造和以管理為中心數(shù)字制造。

（2）精密化。它一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的精度要求越來(lái)越高，一方面是指對(duì)產(chǎn)品、零件的加工精度要求越來(lái)越高，如精密加工技術(shù)、細(xì)微加工技術(shù)、納米加工等。

（3）集成化。先進(jìn)制造技術(shù)的集成化趨勢(shì)本質(zhì)就是知識(shí)的集成。其具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：現(xiàn)代技術(shù)的集成；加工技術(shù)的集成和企業(yè)管理技術(shù)的集成。

（4）網(wǎng)絡(luò)化。利用網(wǎng)絡(luò)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)管理等活動(dòng)乃至企業(yè)整個(gè)業(yè)務(wù)流程中充分享用有關(guān)資源，即快速調(diào)集、有機(jī)整合與高效利用有關(guān)制造資源。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化由兩個(gè)因素決定：一是生產(chǎn)組織變革的需要，一是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的可能。

（5）虛擬化。虛擬技術(shù)是以計(jì)算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提，對(duì)設(shè)計(jì)、加工、裝配等工序統(tǒng)一建模，形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過(guò)程、虛擬的產(chǎn)品、虛擬的企業(yè)，主要包括虛擬環(huán)境技術(shù)、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)。

（6）智能化。制造系統(tǒng)正由原先的能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，這就要求制造系統(tǒng)不但要具備柔性，而且還要表現(xiàn)出某種智能，以便應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜信息的處理、瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜環(huán)境。

（7）綠色化。環(huán)境保護(hù)與環(huán)境制約使先進(jìn)制造技術(shù)逐漸向綠色化、可持續(xù)化發(fā)展。制造業(yè)的產(chǎn)品從構(gòu)思開(kāi)始，到設(shè)計(jì)階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段，直到回收階段、再制造各階段，都必須充分考慮環(huán)境保護(hù)。

三、先進(jìn)制造模式的內(nèi)涵與發(fā)展

由于資源、環(huán)境、市場(chǎng)需求變化及日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)制造業(yè)市場(chǎng)變動(dòng)能力、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)、可持續(xù)發(fā)展等方面提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式（即福特制生產(chǎn)模式）受到越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，從而催生和創(chuàng)新出了一系列先進(jìn)制造模式。關(guān)于先進(jìn)制造模式國(guó)內(nèi)外有許多不同看法。主要有兩種觀點(diǎn)：一是從制造科學(xué)和制造系統(tǒng)的角度出發(fā)，認(rèn)為制造模式是一種典型的制造系統(tǒng)；另外一種觀點(diǎn)從管理的角度出發(fā)，從比較廣泛的范圍來(lái)看，認(rèn)為先進(jìn)制造模式是一種在生產(chǎn)和制造領(lǐng)域中應(yīng)用的新生產(chǎn)方式和方法，或是一種制造戰(zhàn)略。

一般而言，制造模式具有典型的制造過(guò)程和運(yùn)行機(jī)制，同時(shí)具備明確的功能、結(jié)構(gòu)、通信和操作機(jī)制。它對(duì)于企業(yè)內(nèi)部的信息流、物流和人流的管理具有明確的處理方法；對(duì)于企業(yè)外部的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟（包括市場(chǎng)銷售、供應(yīng)鏈、資源、生產(chǎn)服務(wù)等）也具有相應(yīng)的對(duì)策；最后對(duì)于上述問(wèn)題的處理都具有相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。因此，制造模式是制造業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)速度，以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)而采取的一種有效的生產(chǎn)方式和一定的生產(chǎn)組織形式。現(xiàn)代先進(jìn)制造生產(chǎn)模式是從傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式中發(fā)展、深化和逐步創(chuàng)新而來(lái)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，所謂先進(jìn)制造模式，就是圍繞企業(yè)的價(jià)值增值鏈，依據(jù)不同的環(huán)境、通過(guò)有效地組織各種要素形成的，可以在特定環(huán)境中達(dá)到良好效果的先進(jìn)生產(chǎn)方式和運(yùn)行管理機(jī)制。這種模式已經(jīng)形成規(guī)范的概念、哲理和結(jié)構(gòu)，可以供企業(yè)依據(jù)不同的環(huán)境條件，針對(duì)不同的制造目標(biāo)來(lái)加以采用。

根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）近10年的統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家所涌現(xiàn)的先進(jìn)制造系統(tǒng)和先進(jìn)制造生產(chǎn)模式多達(dá)33種。發(fā)達(dá)國(guó)家制造企業(yè)，特別是跨國(guó)公司和創(chuàng)新性中小企業(yè)已廣泛采用一些新的制造模式，如：柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、精益生產(chǎn)模式（LP）、清潔生產(chǎn)模式（CP）、高效快速重組生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬制造模式（VM）等。[6] 目前，正在開(kāi)發(fā)下一代制造和生產(chǎn)模式，如：并行工程和協(xié)同制造（HM）、生物制造（BM）、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)制造（RM）、全球制造（GM）和下一代制造系統(tǒng)（NGMS）等。以下?lián)褚?jiǎn)單介紹八種主要的先進(jìn)制造模式：

（1）精益生產(chǎn)模式（LP）。精益生產(chǎn)是美國(guó)麻省理工學(xué)院根據(jù)其IMVP的研究中對(duì)日本豐田生產(chǎn)方式的總結(jié)。精益生產(chǎn)的最終目標(biāo)是要以具有最優(yōu)質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品，對(duì)市場(chǎng)需求做出最迅速的響應(yīng)。它的基本原則是消滅一切浪費(fèi)和不斷改善。準(zhǔn)時(shí)制作業(yè)、成組技術(shù)、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性是精益生產(chǎn)的主要支柱。

（2）準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制（just-in-time）。又稱無(wú)庫(kù)存生產(chǎn)模式，其基本思想是訂單驅(qū)動(dòng)，僅當(dāng)下道工序需求該零件時(shí)，才將其生產(chǎn)出來(lái)，任何前提生產(chǎn)都是浪費(fèi)。追求目標(biāo)是零庫(kù)存、零廢品和零設(shè)備故障。它適合于相對(duì)穩(wěn)定的大批量流水線或重復(fù)生產(chǎn)作業(yè)。

（3）柔性制造系統(tǒng)（FMS）。柔性生產(chǎn)主要依靠有高度柔性的、以計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)為主的制造設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)。其優(yōu)勢(shì)是：增強(qiáng)制造企業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高設(shè)備使用率和員工的勞動(dòng)生產(chǎn)率以及改善生產(chǎn)模式從而大大推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展。

（4）敏捷制造。又稱靈捷制造，是美國(guó)通用汽車公司于1988年提出的，1992年美國(guó)政府將其作為“21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略”。敏捷制造是新一代生產(chǎn)模式，是對(duì)已有生產(chǎn)模式的豐富和發(fā)展，它是柔性制造和精益生產(chǎn)發(fā)展的結(jié)果。敏捷制造包括產(chǎn)品制造機(jī)械系統(tǒng)的柔性、員工授權(quán)、制造商供應(yīng)商關(guān)系、總體質(zhì)量管理及企業(yè)重構(gòu)。目前較權(quán)威的定義是：敏捷制造是一種結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中每個(gè)公司都能開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品并實(shí)施自己的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略。構(gòu)成這個(gè)結(jié)構(gòu)的基石是三種基本資源：有創(chuàng)新精神的管理機(jī)構(gòu)和組織，有技術(shù)、有知識(shí)的高素質(zhì)人員和先進(jìn)制造技術(shù)。敏捷源于這三種資源的有效集成。

（5）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。是現(xiàn)代信息技術(shù)條件下的新一代制造系統(tǒng)。它以計(jì)算機(jī)來(lái)輔助制造系統(tǒng)的集成，以充分的、及時(shí)的信息交流或信息共享將企業(yè)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)車間以及供銷和管理部門(mén)集成為一個(gè)有機(jī)的整體，使他們相互協(xié)調(diào)的運(yùn)作，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率，確保企業(yè)的整體效益，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力和生存能力。

（6）虛擬制造模式（VM）。是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造中的應(yīng)用。虛擬制造實(shí)際上是一種計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支柱，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)之前，就能使人體感覺(jué)到未來(lái)產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以做出前瞻性的決策與優(yōu)化實(shí)施方案。從本質(zhì)上講虛擬制造技術(shù)是對(duì)真實(shí)制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬、仿真，是在計(jì)算機(jī)上制造數(shù)字產(chǎn)品，在虛擬制造環(huán)境中生產(chǎn)軟產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。

（7）清潔生產(chǎn)模式（CP）。聯(lián)合國(guó)環(huán)境計(jì)劃署對(duì)清潔生產(chǎn)的定義為：清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性的思想，該思想將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程，要求節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，減降所有廢棄物的數(shù)量和毒性；對(duì)產(chǎn)品，要求減少?gòu)脑牧咸釤挼疆a(chǎn)品最終處置的全生命周期的不利影響；對(duì)服務(wù)，要求將環(huán)境因素納入設(shè)計(jì)和所提供的服務(wù)中?？傊?，清潔生產(chǎn)是將環(huán)境保護(hù)延伸到企業(yè)內(nèi)部的方方面面。清潔生產(chǎn)追求的目標(biāo)有二：一是追求資源和能源的循環(huán)利用和綜合利用、不可再生資源和短缺資源的代用、廢棄物的資源化和再生利用；二是追求產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程與環(huán)境的相容，如采用低廢、無(wú)廢的清潔生產(chǎn)工藝。

（8）綠色制造(green manufacturing)是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小，資源效率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。它具有以下基本特征。（1） 全球性――綠色制造的研究和應(yīng)用將愈來(lái)愈體現(xiàn)全球化的特征和趨勢(shì)。（2） 配套性――以綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)為中心的配套系統(tǒng)(綠色營(yíng)銷、綠色標(biāo)志、綠色教育、綠色法規(guī)等相關(guān)配套的社會(huì)支撐系統(tǒng))是綠色制造工程的發(fā)展方向。（3）集成性――將更加注重系統(tǒng)技術(shù)和集成技術(shù)的研究。例如，產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)與材料選擇系統(tǒng)的集成、用戶需求與產(chǎn)品使用的集成、綠色制造的問(wèn)題領(lǐng)域集成、綠色制造系統(tǒng)中的信息集成、綠色制造的過(guò)程集成等集成技術(shù)的研究將成為綠色制造的重要研究?jī)?nèi)容。（4） 智能性――人工智能和智能制造技術(shù)將在綠色制造研究中發(fā)揮重要作用。

四、先進(jìn)市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織的內(nèi)涵與發(fā)展

先進(jìn)制造業(yè)是以現(xiàn)代生產(chǎn)業(yè)和發(fā)達(dá)的市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)為支撐的。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和快速多變的市場(chǎng)需求使制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中面臨著提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售周期、降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的壓力，這使得制造商、供應(yīng)商、分銷商、零售商和研究機(jī)構(gòu)間的聯(lián)系趨于緊密，并使其之間的界限逐漸淡化（如制造業(yè)服務(wù)業(yè)化），形成了新的市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)，集群、供應(yīng)鏈?zhǔn)瞧涞湫偷谋憩F(xiàn)形式。先進(jìn)市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織可以降低單個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，妥善地解決產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售等一系列環(huán)節(jié)中的問(wèn)題，并降低企業(yè)的外部效應(yīng)和外部交易成本，提高了企業(yè)和整個(gè)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

根據(jù)波特的價(jià)值鏈理論，每一個(gè)企業(yè)都是由進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷、交貨以及對(duì)產(chǎn)品起輔助作用的各種活動(dòng)（材料供應(yīng)、技術(shù)、人力資源、 售后服務(wù)等）的集合。這些活動(dòng)在公司的價(jià)值創(chuàng)造中相互聯(lián)系，組成公司價(jià)值增值的鏈條，即為價(jià)值鏈。價(jià)值鏈并不是一些獨(dú)立活動(dòng)的集合，而是相互依存的活動(dòng)構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng)。并且，一個(gè)公司價(jià)值鏈與其他經(jīng)濟(jì)單位的價(jià)值鏈也是相連的，任何一個(gè)企業(yè)都存在于從供應(yīng)商到消費(fèi)者的價(jià)值鏈體系中，體系中各價(jià)值行為之間的聯(lián)系對(duì)公司競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的大小有著至關(guān)重要的影響。因此，發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)需要對(duì)價(jià)值鏈上的活動(dòng)進(jìn)行整合與協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)整條價(jià)值鏈的整體提升。

價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)的增值收益是不同的。通?？捎梦⑿Γ▋r(jià)值鏈）曲線表示，在曲線左端（產(chǎn)業(yè)鏈上游）的知識(shí)產(chǎn)權(quán)開(kāi)發(fā)企業(yè)，隨著研發(fā)和設(shè)計(jì)的投入，產(chǎn)品增值收益逐漸上升；在曲線右端（產(chǎn)業(yè)鏈下游）的品牌銷售企業(yè)，隨著品牌運(yùn)作、銷售渠道的建立，產(chǎn)品增值收益也大幅上升；而弧底部分的成品裝配和低端產(chǎn)品為主的制造業(yè)則“流汗多拿錢(qián)少”，技術(shù)含量低、產(chǎn)品增值少，而且市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，容易被成本更低的同行所替代。

由于制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化以及“模塊化”技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的各工序可以被調(diào)整與分割，通過(guò)把利潤(rùn)遞減的制造環(huán)節(jié)外包轉(zhuǎn)移出去，跨國(guó)公司的經(jīng)營(yíng)重點(diǎn)從產(chǎn)品制造向產(chǎn)業(yè)鏈的兩端轉(zhuǎn)移，向上游主要是從事技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)；向下主要做銷售、做渠道、做品牌和服務(wù)等，從而使價(jià)值鏈上知識(shí)密集型的環(huán)節(jié)利潤(rùn)遞增，先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)鏈兩端的技術(shù)含量更高，附加價(jià)值也更高。

同時(shí)，先進(jìn)制造業(yè)以發(fā)達(dá)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)為依托。供應(yīng)鏈?zhǔn)怯晒?yīng)商、制造商、分銷商（ 或配送中心）、零售商及用戶等實(shí)體組成的供需網(wǎng)絡(luò)，是跨越企業(yè)中多個(gè)職能部門(mén)活動(dòng)的集合，它包括從訂單的發(fā)送和獲取、原材料的獲得、產(chǎn)品的制造，到產(chǎn)品分銷給銷售商及最終用戶的整個(gè)過(guò)程。它是在給最終顧客提品和服務(wù)的不同的過(guò)程和活動(dòng)中所涉及的上下游相互聯(lián)系的組織網(wǎng)絡(luò)。供應(yīng)鏈?zhǔn)窍嗷ズ献鞴餐刂啤⒐芾砗透倪M(jìn)從供應(yīng)商到用戶的物流和信息流的多個(gè)相互聯(lián)系和依賴的組織的網(wǎng)絡(luò)。供應(yīng)鏈?zhǔn)前殡S先進(jìn)制造業(yè)出現(xiàn)的一種社會(huì)生產(chǎn)組織方式。有兩種基本模式：一是具有單一核心企業(yè)的供應(yīng)鏈；二是多核心企業(yè)的供應(yīng)鏈。隨著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多先進(jìn)的供應(yīng)鏈管理理念，如綠色供應(yīng)鏈管理、敏捷供應(yīng)鏈管理、逆向供應(yīng)鏈管理、閉環(huán)供應(yīng)鏈管理以及供應(yīng)鏈聯(lián)盟等。發(fā)達(dá)國(guó)家在制造業(yè)不斷先進(jìn)化的同時(shí)，其市場(chǎng)支撐體系也在不斷變革與創(chuàng)新。

五、先進(jìn)制造業(yè)的基本特征

通過(guò)上述分析，我們可以對(duì)先進(jìn)制造業(yè)的基本特征作一簡(jiǎn)要概括。首先，與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，先進(jìn)制造業(yè)的“先進(jìn)”主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：在生產(chǎn)方式方面，由單一產(chǎn)品的大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鶕?jù)社會(huì)需求，小批量、多品種生產(chǎn)，具有更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性；在生產(chǎn)關(guān)聯(lián)方面，先進(jìn)制造業(yè)更加突出了產(chǎn)業(yè)間的生產(chǎn)鏈動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)和企業(yè)的全球生產(chǎn)配置；在生產(chǎn)理念方面，更注重依靠科技進(jìn)步，減少能源消耗和環(huán)境污染、提高經(jīng)濟(jì)效益、增加產(chǎn)品科技含量；在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，著眼于未來(lái)，更注重信息化程度、無(wú)形資產(chǎn)的比重、技術(shù)創(chuàng)新的能力，更重視節(jié)約型、集約化和可持續(xù)發(fā)展。

其次，先進(jìn)制造業(yè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)演變的概念，它隨著時(shí)間、空間的變化而發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時(shí)期，先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)在不同的制造產(chǎn)業(yè)上。以三次產(chǎn)業(yè)革命為例，在第一次產(chǎn)業(yè)革命中，先進(jìn)制造業(yè)以紡織、煤炭、冶金等產(chǎn)業(yè)為代表；第二次產(chǎn)業(yè)革命時(shí)，先進(jìn)制造業(yè)表現(xiàn)在電力、鋼鐵、石化等制造業(yè)上；在20世紀(jì)40年代爆發(fā)的第三次產(chǎn)業(yè)革命，電子通信、航空航天、光機(jī)電一體化、生物醫(yī)藥、新材料等產(chǎn)業(yè)作為先進(jìn)制造業(yè)在各國(guó)經(jīng)濟(jì)中得到較快的發(fā)展。[7] 在空間方面，先進(jìn)制造業(yè)在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的區(qū)域表現(xiàn)在不同的產(chǎn)業(yè)部門(mén)上，因此不同區(qū)域在選擇先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行產(chǎn)業(yè)選擇。

再次，先進(jìn)制造業(yè)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)。其開(kāi)放性一是表現(xiàn)為制造業(yè)已經(jīng)不再局限于制造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而是開(kāi)放到了包括產(chǎn)前和產(chǎn)后的全過(guò)程；二是表現(xiàn)為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化組織向社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的全面開(kāi)放，尤其體現(xiàn)為制造業(yè)與生產(chǎn)業(yè)融為一體；三是表現(xiàn)為全球制造，即在全球范圍內(nèi)整合資源，形成全球價(jià)值鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系。

最后，先進(jìn)制造業(yè)本質(zhì)上是一種先進(jìn)的生產(chǎn)方式。發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，不僅僅是一個(gè)技術(shù)進(jìn)步問(wèn)題，也不僅僅是一個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題，而是一場(chǎng)生產(chǎn)方式的深刻變革。如果說(shuō)世界制造業(yè)的發(fā)展曾經(jīng)歷了三個(gè)階段，即初級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)階段、加工裝配階段、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)階段，那么，先進(jìn)制造業(yè)標(biāo)志著制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。

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第6篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR一Virtualreality)，又稱為靈境，是一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，虛擬世界是由計(jì)算機(jī)生成的，通過(guò)視、聽(tīng)、觸覺(jué)等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境的沉浸感、交互感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)際上是包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖象處理與模式識(shí)別、智能接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)、語(yǔ)言處理與響應(yīng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。由于“需求推動(dòng)”和“技術(shù)推動(dòng)”的原因，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在農(nóng)業(yè)脫粒機(jī)械的開(kāi)發(fā)與研究中有廣泛的應(yīng)用，其前景十分誘人。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展較快，而且是十分活躍的技術(shù)領(lǐng)域之一美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)的政府機(jī)構(gòu)和許多大公司特別重視這方面的研究工作。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)?至今為止，還沒(méi)有一個(gè)確切的定義。從本質(zhì)上來(lái)講，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種先進(jìn)的以用戶為核心的計(jì)算機(jī)接口。通過(guò)給用戶提供諸如視、聽(tīng)、觸覺(jué)等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，實(shí)現(xiàn)用戶與環(huán)境直接地進(jìn)行自然交互，從而達(dá)到身臨其境的感知。這里所謂環(huán)境就是由計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有助于減少人與計(jì)算機(jī)的隔閡，有助于人在認(rèn)識(shí)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)空間與計(jì)算機(jī)的處理空間趨向一致.

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三個(gè)最突出的特征:交互性(Interaetivity)、沉浸感(Immersion)和想象(Imagi-nation)。即所謂的三I特征。

2.2.1交互性

指用戶與虛擬場(chǎng)景中的各種對(duì)象相互作用的能力，它是人機(jī)和諧的關(guān)鍵性因素。交互性包括對(duì)象的一可操作程序及用戶從環(huán)境中反饋的自然程度。虛擬場(chǎng)景中對(duì)象依據(jù)物理定律運(yùn)動(dòng)。VR是自主參考系，以用戶的視點(diǎn)變化進(jìn)行虛擬交換，這個(gè)過(guò)程最重要的因素是實(shí)時(shí)性。

2.2.2沉浸感

這是VR系統(tǒng)的核心，使用戶投人到計(jì)算機(jī)生成的虛擬場(chǎng)景中去，用戶成為系統(tǒng)的一部分，有“身臨其境”之感。

2.2.3想像

VR不僅僅是一個(gè)用戶終端接口，而且可使用戶沉浸其中獲得新知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，從而產(chǎn)生新的構(gòu)想。這種想像結(jié)果輸入到系統(tǒng)中去，系統(tǒng)會(huì)將處理后的狀態(tài)實(shí)時(shí)的顯示或由傳感器裝置反饋給用戶，如此反復(fù)，這是一個(gè)學(xué)習(xí)—?jiǎng)?chuàng)造—再學(xué)習(xí)—再創(chuàng)造的過(guò)程，因而可以說(shuō)，VR是啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維的活動(dòng)。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件與軟件

VR系統(tǒng)實(shí)際就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它必需有硬件與軟件的支持才能正常工作。計(jì)算機(jī)硬件包括PC、工作站和超級(jí)計(jì)算機(jī)以及各種實(shí)現(xiàn)視、聽(tīng)、觸、嗅、力覺(jué)效果的輸人輸出設(shè)備。而軟件集成了開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)所需的模擬管理、實(shí)時(shí)描繪，目標(biāo)管理，動(dòng)畫(huà)插人、傳感器輸人、紋理映射、圖形顯示等各種功能，提高了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率。以下介紹一些常用的輸人輸出設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)軟件。

2.3.1常用的輸人設(shè)備

二維鼠標(biāo)器。二維鼠標(biāo)器是一個(gè)二自由度的輸人設(shè)備。浮動(dòng)鼠標(biāo)器.浮動(dòng)鼠標(biāo)器在桌面上類似于上述的二維鼠標(biāo)器，但當(dāng)它離開(kāi)桌面后，就成為一個(gè)六自由度的鼠標(biāo)器。手持式操縱器。手持式操縱器包含一個(gè)位置跟蹤探測(cè)器和幾個(gè)按鈕，專門(mén)放在手中使用。力矩球。力矩球安裝在一個(gè)小型的固定平臺(tái)上，可以提供六自由度的功能。數(shù)據(jù)手套.數(shù)據(jù)手套可以探測(cè)手指間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)手運(yùn)動(dòng)時(shí)，手套檢測(cè)這些活動(dòng)，并向計(jì)算機(jī)送出電信號(hào)，這些電信號(hào)可轉(zhuǎn)化為虛擬手的動(dòng)作，你可以看到虛擬手隨著你的真手在虛擬環(huán)境中活動(dòng)。數(shù)據(jù)手套允許手去抓或推動(dòng)虛擬物體。數(shù)據(jù)衣。數(shù)據(jù)衣是一種穿在參與者身上，把他的整個(gè)身體中各部位的數(shù)據(jù)輸人到計(jì)算機(jī)的裝置。它可以使虛擬環(huán)境的虛擬人，隨參與者一起活動(dòng)。語(yǔ)音識(shí)別。語(yǔ)音識(shí)別是一種很有發(fā)展前途的虛擬現(xiàn)實(shí)輸人技術(shù).它允許參與者對(duì)著連接計(jì)算機(jī)的拾音器說(shuō)話，而不需要鍵盤(pán)和其他手工操作的設(shè)備輸人數(shù)據(jù)。

2.3.2常用的輸出設(shè)備

立體聲耳機(jī)。聲音可以大大增強(qiáng)虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度，立體聲耳機(jī)使得參與者在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中有一種身臨其境的感覺(jué)。立體眼鏡。人的視覺(jué)在虛擬環(huán)境中起著重要的作用。為了增強(qiáng)虛擬環(huán)境的現(xiàn)實(shí)感，參與者在虛擬環(huán)境中所看到的物體和景物必須具有立體感。立體眼鏡可以為參與者提供立體圖像。頭盔式顯示器。這是一種當(dāng)前比較高級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。它由一個(gè)立體圖像顯示器，一副立體聲耳機(jī)和一個(gè)位置跟蹤設(shè)備組成。位置跟蹤設(shè)備用于將參與者的頭部位置及運(yùn)動(dòng)方向告訴計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)據(jù)此調(diào)整該參與者的圖像，從而使得呈現(xiàn)的圖像更富于真實(shí)感。

2.3.3虛擬現(xiàn)實(shí)常用的開(kāi)發(fā)軟件

虛擬現(xiàn)實(shí)常用的圖形建模軟件有OPENGL、CAD、3DS一MAX等等。典型的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件包有MR、WTK、PROvision系統(tǒng)等。MR(minimalreality)是由美國(guó)Alberta大學(xué)的MarkGreen教授和他領(lǐng)導(dǎo)的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍開(kāi)發(fā)的用于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的工具包，對(duì)于那些希望進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)研究的機(jī)構(gòu)而言，MR可以被免費(fèi)使用。WTK(WorldToolKit)是由SensensCorpora-tion開(kāi)發(fā)，用于虛擬環(huán)境的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境。WTK與硬件無(wú)關(guān)，可以在PC到SGI工作站上運(yùn)行。而PROVision系統(tǒng)是由SGI公司開(kāi)發(fā)的。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在農(nóng)業(yè)脫粒機(jī)械開(kāi)發(fā)研究中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在農(nóng)業(yè)脫粒機(jī)械開(kāi)發(fā)研究中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域:

3.1虛擬制造與設(shè)計(jì)

虛擬制造系統(tǒng)其本質(zhì)是以計(jì)算機(jī)支撐的仿真技術(shù)為前提的一個(gè)交流信息化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)在虛擬環(huán)境下的映射。把虛擬的模板顯示在正加工的工件上，工人根據(jù)此模板控制代加工過(guò)程。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是先做樣機(jī)、實(shí)驗(yàn)、然后投人正式生產(chǎn)，而在虛擬現(xiàn)實(shí)條件下，計(jì)算機(jī)生成全部工件原形，然后對(duì)虛擬原形進(jìn)行預(yù)裝配，在預(yù)裝配同時(shí)還能進(jìn)行碰撞檢測(cè)、階段性的性能檢測(cè)等，若對(duì)測(cè)試結(jié)果不滿意，還可對(duì)工件設(shè)計(jì)圖進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。在制造過(guò)程中，所有步驟預(yù)先在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)完成，大大減少了設(shè)計(jì)更改、錯(cuò)誤和返工等浪費(fèi)?！疤摂M原形”代替“真實(shí)零部件”進(jìn)行預(yù)裝配提高了可靠性，節(jié)約了大量原材料。

3.2農(nóng)業(yè)脫粒機(jī)械的實(shí)驗(yàn)仿真研究

脫粒裝置是脫粒機(jī)械的核心部分，它在很大程度上決定了機(jī)器的脫粒質(zhì)量與生產(chǎn)率，而且對(duì)分離清選也有很大影響。在就喂人量、滾筒速度、凹板柵欄間距、脫粒間隙等因素對(duì)脫盡率、破損率、夾損失率、含雜率與單位功耗等脫粒性能指標(biāo)進(jìn)行研究時(shí)，由于脫粒過(guò)程的復(fù)雜性、非線性，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，往往都先作計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的數(shù)值仿真，其結(jié)果都是以數(shù)值、曲線表示，不直觀，而且有些信息表達(dá)不出來(lái)。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將其復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理推向后臺(tái)，用戶與圖形打交道，通過(guò)交互方式的方法可獲取仿真過(guò)程，可千預(yù)和引導(dǎo)計(jì)算機(jī)并最終獲得計(jì)算機(jī)結(jié)果的圖形、顏色、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)畫(huà)面，使研究者了解仿真過(guò)程和發(fā)展的趨勢(shì)，理解計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真難以“體驗(yàn)”的過(guò)程。同時(shí)可以提高仿真精度和仿真效率，降低對(duì)用戶的操作水平.

第7篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面最新的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理及售后服務(wù)的制造全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的前沿制造技術(shù)的總稱。從本質(zhì)上可以說(shuō)，先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的有機(jī)融合。

先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)21世紀(jì)發(fā)展的方向。先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)如下：

(1)先進(jìn)制造技術(shù)貫穿了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售及使用維修等全過(guò)程，成為“市場(chǎng)一產(chǎn)品設(shè)計(jì)一制造一市場(chǎng)”的大系統(tǒng)。而傳統(tǒng)制造工程一般單指加工過(guò)程。

(2)先進(jìn)制造技術(shù)充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)、管理技術(shù)等的最新成果，各專業(yè)、學(xué)科間不斷交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失。

(3)先進(jìn)制造技術(shù)是技術(shù)、組織與管理的有機(jī)集成，特別重視制造過(guò)程組織和管理體制的簡(jiǎn)化及合理化。先進(jìn)制造技術(shù)又可看作是硬件、軟件、人件和支持網(wǎng)絡(luò)（技術(shù)的與社會(huì)的）綜合與統(tǒng)一。

(4)先進(jìn)制造技術(shù)并不追求高度自動(dòng)化或計(jì)算機(jī)化，而是通過(guò)強(qiáng)調(diào)以人為中心，實(shí)現(xiàn)自主和自律的統(tǒng)一，最大限度地發(fā)揮人的積極性、創(chuàng)造性和相互協(xié)調(diào)性。

(5)先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)高度開(kāi)放、具有高度自組織能力的系統(tǒng)，通過(guò)大力協(xié)作，充分、合理地利用全球資源，不斷生產(chǎn)出最具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

(6)先進(jìn)制造技術(shù)的目的在于能夠以最低的成本、最快的速度提供用戶所希望的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，并取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

美國(guó)從90年代初相繼提出了先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃、TEAM計(jì)劃、下一代制造（NGM)技術(shù)計(jì)劃、美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)等，德國(guó)提出了“生產(chǎn)2000”計(jì)劃、“生產(chǎn)2000+”計(jì)劃、“微系統(tǒng)2000”計(jì)劃等、日本提出了智能制造系統(tǒng)計(jì)劃、韓國(guó)提出了高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó)家計(jì)劃(G-7計(jì)劃）等。

圖1為先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)。

美國(guó)喬治?華盛頓大學(xué)于90年代初成立了由45位著名的未來(lái)學(xué)家和技術(shù)專家組成的新興技術(shù)預(yù)測(cè)委員會(huì)，在1996年的預(yù)測(cè)中，從可以預(yù)見(jiàn)到的最重要的技術(shù)進(jìn)步中挑選85項(xiàng)將要出現(xiàn)的技術(shù)。共分為12個(gè)大類。其中在第類：制造業(yè)與機(jī)器人中有如下技術(shù)：

(1)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。在2012年，80%的工廠生產(chǎn)將實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成化；(2)生產(chǎn)自動(dòng)化。到2015年，由于實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，工廠的就業(yè)人數(shù)在勞動(dòng)力總?cè)藬?shù)中所占的比例將下降到10%以下；(3)大批量定制。到2011年，汽車、電器等30%以上的產(chǎn)品將廣泛實(shí)現(xiàn)大批量定制生產(chǎn)；(4)先進(jìn)的機(jī)器人。到2016年，帶有傳感輸人、具有決策和學(xué)習(xí)功能、可移動(dòng)的機(jī)器人將投放市場(chǎng)；(5)納米技術(shù)。到2016年，微型機(jī)器和納米技術(shù)將投人商業(yè)應(yīng)用。

可以認(rèn)為，這五種技術(shù)是最重要的先進(jìn)制造技術(shù)。限于篇幅，這里僅對(duì)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和大批量定制作一簡(jiǎn)單的介紹。這兩種技術(shù)對(duì)企業(yè)的影響范圍較大，有較大的適用性。

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為：

(1)數(shù)字化。在這方面，人們提出了CIMS、數(shù)字化工廠等概念。通過(guò)CAX(CAD，CAPP，CAE,CAM)系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真，并結(jié)合數(shù)字化制造設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)加工。并采用MRPII/ERP系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)企業(yè)的物流、資金流、管理信息流和人力資源進(jìn)行數(shù)字化管理。進(jìn)一步的發(fā)展是，通過(guò)數(shù)字化的供應(yīng)鏈管理（SCM)系統(tǒng)和客戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)，支持企業(yè)與供應(yīng)商和客戶的合作。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使企業(yè)內(nèi)部和外部的數(shù)字化運(yùn)作更加方便。

(2)知識(shí)化。知識(shí)將成為企業(yè)的最重要的生產(chǎn)要素，技術(shù)創(chuàng)新將是企業(yè)最重要的生存和競(jìng)爭(zhēng)能力。知識(shí)管理技術(shù)、學(xué)習(xí)型組織等將受到越來(lái)越大的重視。

(3)模塊化。產(chǎn)品的模塊化和企業(yè)的模塊化將使企業(yè)能快速地、低成本地生產(chǎn)出顧客所需要的個(gè)性化產(chǎn)品。

    (4)微小化。微機(jī)械及制造技術(shù)正在迅速發(fā)展，這將導(dǎo)致一大類全新的產(chǎn)品，深刻改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

(5)綠色化。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品和制造過(guò)程對(duì)環(huán)境的友好性。 2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

自從美國(guó)的Harringtong博士在1973年提出CIMS概念以來(lái)，CIMS在世界上走過(guò)了曲折的道路，人們對(duì)C1MS的本質(zhì)認(rèn)識(shí)有了巨大的變化，主要是:現(xiàn)代制造業(yè)的方向并不只是計(jì)算機(jī)的集成，信息的集成，而是人、技術(shù)、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過(guò)程集成、知識(shí)集成和企業(yè)間的集成⑷。由于計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)這一詞容易使人誤解，以為只要將計(jì)算機(jī)集成在一起就能構(gòu)造成一個(gè)先進(jìn)的制造系統(tǒng)。為此，我國(guó)的一些學(xué)者提出了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS，ContemporaryInte?gratedManufacturingSystems)的概念。當(dāng)前，CIMS的發(fā)展有以下特點(diǎn)。

2.1集成化

CIMS中有以下幾個(gè)關(guān)鍵的信息集成系統(tǒng)。CIMS在這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)企業(yè)的總體集成。

(1)ERP(企業(yè)資源計(jì)劃）系統(tǒng)：國(guó)外有名的系統(tǒng)是SAP,Oracle，Baan，IBM等，國(guó)內(nèi)有金蝶、用友、開(kāi)思等。ERP系統(tǒng)集成了企業(yè)中的生產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)、人事、采購(gòu)、銷售等子系統(tǒng)。系統(tǒng)涉及面廣，十分龐大，對(duì)人員素質(zhì)、數(shù)據(jù)和流程規(guī)范性要求髙，因此實(shí)施難度大，成功率不高。

(2)CAD/CAPP/CAM一體化：目前雖然有些CAD系統(tǒng)可以支持CAD/CAPP/CAM-體化，但主要針對(duì)基本上都采用數(shù)控加工的零件，如PRO/E軟件。由于不同產(chǎn)品中的零件差別很大，每個(gè)企業(yè)的加工條件和水平也不相同，因此復(fù)雜零件的CAD/CAPP/CAM-體化還沒(méi)有通用的系統(tǒng)。

(3)PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)：被用于管理和控制由CAX(CAD、CAPP、CAE、CAM等的統(tǒng)稱)系統(tǒng)所形成的大量的信息，避免花費(fèi)很多時(shí)間去尋找本應(yīng)該垂手可得的信息。PDM是設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的核心，在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)管理全部的產(chǎn)品知識(shí)和信息，并為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)，為不同應(yīng)用系統(tǒng)提供集成平臺(tái)。PDM系統(tǒng)以產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)為底層支持，以B〇M為組織核心，把定義最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、控制和管理。PDM系統(tǒng)一般是由CAD軟件開(kāi)發(fā)商所開(kāi)發(fā)的。因此，同一軟件公司的CAD系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)能很好的無(wú)縫集成，而來(lái)自不同軟件公司的CAD系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)間的集成性就差多了。PDM系統(tǒng)的實(shí)施難度比CAD系統(tǒng)要大，因?yàn)榍罢呱婕肮芾?、組織等問(wèn)題。

(4)工作流管理系統(tǒng)：主要用于辦公自動(dòng)化，是企業(yè)管理層的信息集成系統(tǒng)。目前工作流管理系統(tǒng)與知識(shí)管理系統(tǒng)緊密結(jié)合起來(lái)，使企業(yè)的知識(shí)得以共享和保存。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

以因特網(wǎng)為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在制造業(yè)中產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。人類正在進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代--網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，在制造業(yè)中，也正在出現(xiàn)一種新的模式--網(wǎng)絡(luò)化制造模式。在網(wǎng)絡(luò)化制造中，新的網(wǎng)絡(luò)空間與傳統(tǒng)的物理空間緊密結(jié)合，產(chǎn)生出各種新思想、新觀點(diǎn)、新方法和新系統(tǒng)。制造企業(yè)將利用因特網(wǎng)進(jìn)行產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)和制造；通過(guò)因特網(wǎng)，企業(yè)將與顧客直接聯(lián)系，顧客將參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，或直接下訂單給企業(yè)進(jìn)行定制生產(chǎn)，企業(yè)將產(chǎn)品直接銷售給顧客；由于因特網(wǎng)無(wú)所不到，市場(chǎng)全球化和制造全球化將是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分；由于在因特網(wǎng)上信息傳遞的快捷性，并由于制造環(huán)境變化的激烈性，企業(yè)間的合作越來(lái)越頻繁，企業(yè)的資源將得到更加充分和合理的利用。企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet)/外聯(lián)網(wǎng)（Extranet)也將極大地改變企業(yè)內(nèi)的組織和管理模式，將有效地促進(jìn)企業(yè)員工的信息和知識(shí)的交流和共享〔5〕。

2.3敏捷化

進(jìn)人21世紀(jì)，企業(yè)將面對(duì)日益激烈的國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，另一方面，企業(yè)可以利用制造全球化的機(jī)遇，專注發(fā)展自己有優(yōu)勢(shì)的核心能力及業(yè)務(wù)，而將其它任務(wù)外包和外協(xié)。企業(yè)將變得更加敏捷，對(duì)市場(chǎng)的變化將有更快的反應(yīng)能力。但這些需要新的信息技術(shù)的支持，如供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，促進(jìn)企業(yè)供應(yīng)鏈反應(yīng)敏捷、運(yùn)行髙效，因?yàn)槠髽I(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)將變成企業(yè)供應(yīng)鏈間的競(jìng)爭(zhēng)；又如客戶關(guān)系管理系統(tǒng)，使企業(yè)為客戶提供更好的服務(wù)，對(duì)客戶的需求作出更快的響應(yīng)。2.4虛擬化虛擬制造可以簡(jiǎn)單地理解為“在計(jì)算機(jī)內(nèi)制造”，通過(guò)應(yīng)用集成的、用戶友好的軟件系統(tǒng)生成“軟樣機(jī)”，對(duì)產(chǎn)品、工藝和整個(gè)企業(yè)的性能進(jìn)行仿真、建模和分析。虛擬制造包括:虛擬設(shè)計(jì)、虛擬裝配和虛擬加工過(guò)程。新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要考慮很多因素。例如在開(kāi)發(fā)一種新車型時(shí)，其美學(xué)的創(chuàng)造性要受到安全性、人機(jī)工程學(xué)、可制造性及可維護(hù)性等多方面的制約。在虛擬設(shè)計(jì)中，利用虛擬原型在可視化方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)以及可交互地探索虛擬物體的功能，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何、制造和功能等方面的交互建模與分析，快速評(píng)價(jià)不同的設(shè)計(jì)方案，可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師可直接參與操作模擬，移動(dòng)部件和進(jìn)行各種試驗(yàn)，以確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。這種技術(shù)的特點(diǎn)是:①及早看到新產(chǎn)品的外形，以便從多方面觀察和評(píng)審所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品；②及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題；③及早對(duì)產(chǎn)品的可制造性有清楚的了解。美國(guó)波音飛機(jī)公司在設(shè)計(jì)波音777飛機(jī)中采用了虛擬制造技術(shù)。采用飛行仿真器及虛擬原型技術(shù)在各種模擬的條件下，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行飛行試驗(yàn)。

2.5智能化

例如，隨著CAD系統(tǒng)中知識(shí)的積累，CAD系統(tǒng)的智能化程度將大幅度提髙。這種智能化具體表現(xiàn)為:①智能地支持設(shè)計(jì)者的工作，而且人機(jī)接口也是智能的。系統(tǒng)能領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題，提出建議方案等;②具有推理能力，使不熟練的設(shè)計(jì)者也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái)。

2.6綠色化

包括綠色產(chǎn)品和綠色制造。要求產(chǎn)品的零部件易回收、可重復(fù)使用、盡量少用污染材料、在整個(gè)產(chǎn)品的制造和使用過(guò)程中排廢少、對(duì)環(huán)境的污染要盡可能的小、所消耗的能量也盡可能的少。要求制造和使用具有潔凈性。產(chǎn)品和制造過(guò)程的綠色化，不僅要求企業(yè)把環(huán)境保護(hù)當(dāng)作自己的重要使命，同時(shí)也是企業(yè)未來(lái)生存和發(fā)展的戰(zhàn)略。因?yàn)椴蛔⒁猸h(huán)境保護(hù)的企業(yè)將被市場(chǎng)所淘汰。

3大批量定制

當(dāng)前我國(guó)已進(jìn)人買(mǎi)方市場(chǎng)，一般產(chǎn)品和一般的制造能力嚴(yán)重過(guò)剩；隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化，用戶可以在更廣泛的范圍內(nèi)選擇自己需要的產(chǎn)品，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格和新穎性的要求越來(lái)越高。許多企業(yè)都在探索如何在這種新環(huán)境中生存和發(fā)展。大批量定制（MC，MassCustomization)就是一種很有前途的生產(chǎn)模式。大批量定制又稱大規(guī)模定制、大規(guī)?？蛻艋a(chǎn)、批量定制、批量客戶化等。

從理論上講，大批量定制要實(shí)現(xiàn)以大批量的低成本和短交貨期生產(chǎn)用戶定制的單件產(chǎn)品，但實(shí)際上，大批量定制可以看作是一種低成本、快速滿足用戶個(gè)性化需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和營(yíng)銷的新概念、新模式和新實(shí)踐。大批量生產(chǎn)和單件產(chǎn)品的定制生產(chǎn)一直是兩種水火不相容的生產(chǎn)方式。實(shí)現(xiàn)大批量定制不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，還涉及到組織、管理和技術(shù)的全面變革。真正實(shí)現(xiàn)大批量定制也并非是一個(gè)企業(yè)的事情，需要全行業(yè)、全社會(huì)的共同努力。因此，大講:量定制是一個(gè)大系統(tǒng)工程。

大批量定制從產(chǎn)品和過(guò)程兩個(gè)方面對(duì)制造系統(tǒng)及產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化，或者說(shuō)產(chǎn)品維（空間維）和過(guò)程維（時(shí)間維）的優(yōu)化。其中，產(chǎn)品維優(yōu)化的主要內(nèi)容是：

(1)正確區(qū)分用戶的共性和個(gè)性需求；

(2)正確區(qū)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的共性和個(gè)性部分;

(3)將產(chǎn)品維的共性部分歸并處理；

(4)減少產(chǎn)品中的定制部分。

過(guò)程維優(yōu)化的主要內(nèi)容是：

(1)正確區(qū)分生產(chǎn)過(guò)程中的大批量生產(chǎn)過(guò)程環(huán)節(jié)和定制過(guò)程環(huán)節(jié)；(2)減少定制過(guò)程環(huán)節(jié)，增加大批量生產(chǎn)過(guò)程環(huán)節(jié)。

圖2描述了大批量定制中的產(chǎn)品維和過(guò)程維優(yōu)化的基本原理。這里將企業(yè)產(chǎn)品中的各種零部件分為兩大類，一類是通用零部件，另一類是定制零部件。產(chǎn)品維優(yōu)化方向是減少定制零部件數(shù)。這里還將產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)分成兩部分，一部分是大批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)，另一部分是定制環(huán)節(jié)，過(guò)程維優(yōu)化方向是減少定制環(huán)節(jié)數(shù)。大批量定制的實(shí)質(zhì)是要減少圖2中的小矩形面積，理想的情況是該面積為零，但這實(shí)際上是不可能的。

圖2大批量定制中的產(chǎn)品維和過(guò)程維優(yōu)化的基本原理大批量定制的典型案例有：

(1)美國(guó)萊維?斯特勞斯（LeviStrauss)服裝公司：該公司可以向用戶提供多達(dá)近千種不同的款式、花色，加上量體裁衣的服務(wù)，以保證用戶獲得稱心如意的牛仔褲。用戶只需多付10美元即可根據(jù)腰圍等個(gè)人尺寸在流水線上定制。公司的營(yíng)業(yè)額上升了三成，庫(kù)存急劇減少，經(jīng)營(yíng)成本大幅降低。

(2)寶潔公司（P&G):把洗發(fā)劑的配方增加到5萬(wàn)多種，只要顧客能拿出頭發(fā)的油性酸性指標(biāo)，就可以按通常價(jià)格給顧客定制專用洗發(fā)劑。

(3)日本松下自行車工業(yè)公司：每輛車都是根據(jù)用戶的身體重量和愛(ài)好特制的，價(jià)格僅比現(xiàn)成的型號(hào)高10%，兩星期內(nèi)交貨。不同定制的自行車中，大量零部件則是采用標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。

(4)福特公司：發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)，即對(duì)6缸、8缸、10缸和12缸等不同規(guī)格的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使其絕大部分組件都能通用，以盡可能少的規(guī)格部件實(shí)現(xiàn)最大的靈活組合。不同規(guī)格的發(fā)動(dòng)機(jī)可在一條生產(chǎn)線上加工。每年節(jié)約數(shù)億美元。

(5)海爾集團(tuán)：以58大門(mén)類9200個(gè)規(guī)格品種為素材，再加上提供的上千種“佐料”--2萬(wàn)多個(gè)基本功能模塊，經(jīng)銷商和消費(fèi)者可自由地將這些“素材”和“佐料”組合，形成獨(dú)具個(gè)性的產(chǎn)品。目前可以提供適合B2B2C的模塊化網(wǎng)絡(luò)家電9萬(wàn)種以上。

(6)波音公司：面對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、品種繁多、零件數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的大型民用客機(jī)，將飛機(jī)中的零部件分為三類:第一類是基本的、穩(wěn)定的無(wú)個(gè)性特性件、第二類是用戶的可選件、第三類是用戶特定的零部件。由于前兩類的數(shù)量占了一架飛機(jī)的工作量90%左右，這樣接到訂單90%的工作量已經(jīng)完成或接近完成，這就大大縮短了生產(chǎn)周期，庫(kù)存量也不高，生產(chǎn)成本也降低了。并且波音公司在飛機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一個(gè)飛機(jī)配置設(shè)計(jì)及制造資源管理系統(tǒng)。波音的銷售代表在與用戶談判時(shí)，可以利用便攜式計(jì)算機(jī)上的這個(gè)軟件系統(tǒng)與用戶協(xié)同配置飛機(jī)。這一軟件能直接從構(gòu)型庫(kù)中存取數(shù)據(jù)。銷售人員能向用戶展示各種選項(xiàng)將如何影響飛機(jī)的價(jià)格和重量。這些信息有助于用戶作出考慮周全的經(jīng)營(yíng)決策。

第8篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

論文摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入CAD技術(shù),可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計(jì)多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。

1CAD技術(shù)的發(fā)展

CAD(ComputerAidedDesign)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫(xiě)，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（ProductDataManagement，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。

2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中具有更大的優(yōu)勢(shì),具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

2.1零件設(shè)計(jì)更加方便

使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件,既方便又快捷,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái),使人一目了然。

2.2裝配零件更加直觀

在裝配過(guò)程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時(shí)候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示,對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的,可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求,及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。

2.3縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期

采用三維CAD技術(shù),機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過(guò)快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。

2.4提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量

由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時(shí)采用CADCIMS組織生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí),大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1零件與裝配圖的實(shí)體生成

3.1.1零件的實(shí)體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對(duì)簡(jiǎn)單的零件,可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型,之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算,便可得出零件的三維實(shí)體模型。

對(duì)于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個(gè)基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過(guò)多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實(shí)體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實(shí)體造型中通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進(jìn)而通過(guò)交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。

3.1.2實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后,利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程中的資料,在運(yùn)動(dòng)的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”,這一過(guò)程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心,從人工設(shè)計(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí),模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。

一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),進(jìn)行統(tǒng)一管理,而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來(lái)源之一。3.3機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用

機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問(wèn)題后,才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問(wèn)題和動(dòng)態(tài)特性等。

4CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

4.1圖形交互技術(shù)

CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務(wù)求易學(xué)好用,得心應(yīng)手。一個(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別和特征手勢(shì)建模等新技術(shù)也正在研究之中。

4.2智能CAD技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識(shí)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù),及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提品開(kāi)發(fā)所需的知識(shí)和幫助,智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái),現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì),人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中,用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。

4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開(kāi)始應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果,可直接操作模擬對(duì)象,檢驗(yàn)操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過(guò)程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測(cè)試、仿真和分析,以評(píng)價(jià)其性能,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等,基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析,可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造,已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃森彬主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社.

[2]榮涵銳.新編機(jī)械設(shè)計(jì)CAD技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

第9篇：虛擬制造技術(shù)的定義范文

1引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快以及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)環(huán)境發(fā)生了重大的變化。與此同時(shí)，現(xiàn)代制造業(yè)隨之出現(xiàn)了適應(yīng)這種發(fā)展的新模式和新哲理，其核心在于：在制造企業(yè)中全面推行數(shù)字設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，通過(guò)在產(chǎn)品全生命周期中的各個(gè)環(huán)節(jié)普及與深化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，系統(tǒng)及集成技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)在各方面的技術(shù)革新，使企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、管理技術(shù)水平全面提升，在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中生存發(fā)展并不斷地?cái)U(kuò)大其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2？數(shù)字化設(shè)計(jì)的概念

“數(shù)字化”是指信息（計(jì)算機(jī)）領(lǐng)域的數(shù)字（二進(jìn)制）技術(shù)向人類生活各個(gè)領(lǐng)域全面推進(jìn)的過(guò)程?！皵?shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)”是指利用計(jì)算機(jī)軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程的一種技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)輔助下通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、裝配、制造等過(guò)程。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造不僅貫穿企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程，而且涉及企業(yè)的設(shè)備布置、物流物料、生產(chǎn)計(jì)劃、成本分析等多個(gè)方面。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力、縮短產(chǎn)品研制周期、降低開(kāi)發(fā)成本、實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)目標(biāo)和企業(yè)間的協(xié)作，使企業(yè)能在最短時(shí)間內(nèi)組織全球范圍的設(shè)計(jì)制造資源共同開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3？機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域的數(shù)字化設(shè)計(jì)

3.1機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的一般過(guò)程

機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)形象直觀，干涉檢查、強(qiáng)度分析、動(dòng)態(tài)模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)、外觀及色彩設(shè)計(jì)等采用數(shù)字樣機(jī)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤少，設(shè)計(jì)周期短、成本低。

（1）總體方案設(shè)計(jì)是根據(jù)希望達(dá)到的目的或應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，考慮已知約束，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的全局設(shè)計(jì)，構(gòu)思形成比較完善的設(shè)計(jì)方案。

（2）建立參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型是指進(jìn)行機(jī)械各部分的具體設(shè)計(jì)，首先確定各零件的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行參數(shù)化建模。

（3）虛擬裝配是通過(guò)裝配模塊完成各零件的組裝，形成整機(jī)。裝配是運(yùn)動(dòng)仿真的前提保障，裝配關(guān)系的正確與否直接影響著運(yùn)動(dòng)仿真的結(jié)果，裝配前首先要確定運(yùn)動(dòng)的各構(gòu)件以及各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副。確定好各構(gòu)件及各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副之后，即可通過(guò)選擇構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成機(jī)構(gòu)，最后由各機(jī)構(gòu)組成整機(jī)，并為仿真做準(zhǔn)備。

3.2機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的主要技術(shù)

機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括三維建模、裝配分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、產(chǎn)品信息管理、虛擬設(shè)計(jì)與制造、多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊等，是一項(xiàng)多學(xué)科的綜合技術(shù)。其核心技術(shù)主要有：

（1）CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM。CAD/CAE/CAPP/CAM分別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的英文縮寫(xiě)，它們是制造業(yè)信息化中數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的核心，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要工具。PDM技術(shù)集成是管理與產(chǎn)品有關(guān)的信息、過(guò)程及人與組織，實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境中的數(shù)據(jù)共享，為異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境提供了集成應(yīng)用平臺(tái)，從而支持CAD/CAPP/CAM/CAE系統(tǒng)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)？。

（2）異地、協(xié)同設(shè)計(jì)。在因特網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的環(huán)境中，進(jìn)行產(chǎn)品定義與建模、產(chǎn)品分析與設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換等，異地、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)境下為多人、異地實(shí)施產(chǎn)品協(xié)同開(kāi)發(fā)提供支持工具。

（3）基于知識(shí)的設(shè)計(jì)。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用到的各類知識(shí)、資源和工具融到基于知識(shí)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)之中，支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的重要工具。

（4）虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造。綜合利用建模、分析、仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)和工具，在網(wǎng)絡(luò)支持下，采用群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的本質(zhì)過(guò)程，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，并進(jìn)行過(guò)程管理與控制等。

（5）綠色設(shè)計(jì)。是面向環(huán)保的設(shè)計(jì)，包括支持資源和能源的優(yōu)化利用、污染的防止和處理、資源的回收再利用和廢棄物處理等諸多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。

4機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械產(chǎn)品門(mén)類廣，種類多，市場(chǎng)需求潛力巨大。目前，我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域的數(shù)字化程度在具體行業(yè)中存在較大差距。如農(nóng)機(jī)企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，在應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于航天、汽車等其他行業(yè)，農(nóng)機(jī)企業(yè)之間重復(fù)型設(shè)計(jì)多，企業(yè)信息資源利用率低。

同時(shí)，在同一行業(yè)的不同企業(yè)中，產(chǎn)品的數(shù)字化也有一定程度差別。雖然有些企業(yè)具備一般制造業(yè)運(yùn)用CAD技術(shù)的能力，且已達(dá)到一定的水平，但由于技術(shù)儲(chǔ)備、裝備水平以及新產(chǎn)品的研發(fā)能力等方面相對(duì)落后，三維CAD軟件在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用還不夠普遍。盡管有些領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)探討“數(shù)字樣機(jī)”、“并行工程”、“虛擬仿真”等前沿課題，但總體來(lái)說(shuō)離大規(guī)模推廣應(yīng)用還有很大距離。再次，機(jī)械產(chǎn)品的整體技術(shù)水平、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)素質(zhì)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距也很大，特別是新產(chǎn)品品種不多，發(fā)展滯后，可靠性、使用壽命滿足不了用戶要求。