3虚拟制造和网络制造

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1、3-虚拟制造和网络制造虚拟制造和网络制造一、绪论一、绪论产生背景产生背景n n 社会发展、科技进步、生活节奏加快社会发展、科技进步、生活节奏加快n n 市场瞬息万变，反应速度意味着商机市场瞬息万变，反应速度意味着商机制造业竞争重点的变迁制造业竞争重点的变迁规模规模60s成本成本70s质量质量80s速度速度90s产生背景产生背景n n全球经济一体化：全球制造网络、全球经济一体化：全球制造网络、WTOWTOn n制造产业信息化：电子商务、制造产业信息化：电子商务、EDIEDIn n消费个性化：顾客化大生产消费个性化：顾客化大生产相关研究计划相关研究计划n n先进制造技术计划（美国）先进制造技术计划

2、（美国）n n关键技术关键技术( (制造制造) )计划（美国）计划（美国）n n敏捷制造使能技术计划敏捷制造使能技术计划(TEAM) (TEAM) （美国）美国）n n智能制造智能制造(IMS)(IMS)技术国际合作计划（日本技术国际合作计划（日本) )n n制造制造20002000年计划（德国）年计划（德国）n n高级先进制造技术计划高级先进制造技术计划(G-7) (G-7) （韩国）韩国）最新研究进展最新研究进展n n美国海军开发的集成制造数据环境系统中已采用美国美国海军开发的集成制造数据环境系统中已采用美国美国海军开发的集成制造数据环境系统中已采用美国美国海军开发的集成制造数据环境系统中

3、已采用美国ComputervisionComputervisionComputervisionComputervision公司公司公司公司研制的虚拟制造系统软件研制的虚拟制造系统软件研制的虚拟制造系统软件研制的虚拟制造系统软件EPD.ConnectEPD.ConnectEPD.ConnectEPD.Connect。n n福特汽车公司的福特汽车公司的福特汽车公司的福特汽车公司的Ford C3PFord C3PFord C3PFord C3P集成系统，为公司的内给部门或其供应商提供了集成系统，为公司的内给部门或其供应商提供了集成系统，为公司的内给部门或其供应商提供了集成系统，为公司的内给部门或其供

4、应商提供了各种信息，使每年的成本下降了各种信息，使每年的成本下降了各种信息，使每年的成本下降了各种信息，使每年的成本下降了2 2 2 2亿多美元。亿多美元。亿多美元。亿多美元。n n波音公司的波音公司的波音公司的波音公司的777777777777客机，在客机，在客机，在客机，在IBMIBMIBMIBM公司的计算机辅助三维交互式系统公司的计算机辅助三维交互式系统公司的计算机辅助三维交互式系统公司的计算机辅助三维交互式系统CatiaCatiaCatiaCatia的支的支的支的支持下，在虚拟制造环境中，由持下，在虚拟制造环境中，由持下，在虚拟制造环境中，由持下，在虚拟制造环境中，由220022002

5、2002200个工作站和个工作站和个工作站和个工作站和8 8 8 8个大型机分布式处理大量个大型机分布式处理大量个大型机分布式处理大量个大型机分布式处理大量数据，分别在美国、日本、巴西和澳大利亚等地生产的机身部件一次装配数据，分别在美国、日本、巴西和澳大利亚等地生产的机身部件一次装配数据，分别在美国、日本、巴西和澳大利亚等地生产的机身部件一次装配数据，分别在美国、日本、巴西和澳大利亚等地生产的机身部件一次装配成功，偏差仅为成功，偏差仅为成功，偏差仅为成功，偏差仅为0.30.30.30.3毫米。毫米。毫米。毫米。n n美国斯坦福大学快速制造实验室用美国斯坦福大学快速制造实验室用美国斯坦福大学快速

6、制造实验室用美国斯坦福大学快速制造实验室用SLSSLSSLSSLS方法制成战斗直升飞机螺旋浆产品方法制成战斗直升飞机螺旋浆产品方法制成战斗直升飞机螺旋浆产品方法制成战斗直升飞机螺旋浆产品样件用于各种性能测试。样件用于各种性能测试。样件用于各种性能测试。样件用于各种性能测试。n n美国的机电装备制造技术已进入微组装的新一代。美国的机电装备制造技术已进入微组装的新一代。美国的机电装备制造技术已进入微组装的新一代。美国的机电装备制造技术已进入微组装的新一代。二、虚拟制造二、虚拟制造虚拟制造的相关定义（虚拟制造的相关定义（1 1）n n日本日本Kimura ：通过对制造知识进行系统通过对制造知识进行系

7、统化组织与分析，对整个制造过程建模，在计化组织与分析，对整个制造过程建模，在计算机上进行设计评估和制造活动仿真。算机上进行设计评估和制造活动仿真。n n佛罗里达大学佛罗里达大学Gloria J. Wiens ：虚拟制造虚拟制造与实际一样在计算机上执行制造过程，其中与实际一样在计算机上执行制造过程，其中虚拟模型是在实际制造之前用于对产品的功虚拟模型是在实际制造之前用于对产品的功能及可制造性的潜在问题进行预测。能及可制造性的潜在问题进行预测。 虚拟制造的相关定义虚拟制造的相关定义（2 2）n n美国空军美国空军Wright实验室实验室 ：虚拟制造是仿真、虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应

8、用，以增强建模和分析技术及工具的综合应用，以增强各层设计制造和生产决策与控制的能力。各层设计制造和生产决策与控制的能力。 n nMarinov ：虚拟制造是一个系统，在这个虚拟制造是一个系统，在这个系统中，制造对象、过程、活动和准则的抽系统中，制造对象、过程、活动和准则的抽象原型被建立在基于计算机的环境中，以增象原型被建立在基于计算机的环境中，以增强制造过程的一个或多个方面的属性。强制造过程的一个或多个方面的属性。 虚拟制造的相关定义虚拟制造的相关定义（3 3）n n马里兰大学马里兰大学Edward Lin ：虚拟制造是一个用虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制的一体化的、综合性的于增强各级决

9、策与控制的一体化的、综合性的制造环境。制造环境。 n n清华大学肖田元清华大学肖田元 ：虚拟制造是实际制造过程虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上实现产品开发、制虚拟现实技术，在计算机上实现产品开发、制造，以及管理与控制等制造的本质过程，以增造，以及管理与控制等制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。强制造过程各级的决策与控制能力。 虚拟制造的定义虚拟制造的定义 一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成的，利用制造系统各层次及不同侧面的数学模的，利用制造系统各层

10、次及不同侧面的数学模型，对包括设计、制造、管理和销售等各个环型，对包括设计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。略进行评估和优化的综合过程。虚拟制造虚拟制造技术技术的定义的定义 是一门以计算机仿真技术、制造系统与是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论、加工过程建模理论、VR技术、分布式计算技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础，研理论、产品数据管理技术等为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，利用制造系统各层次及各环节的数

11、字模型，利用制造系统各层次及各环节的数字模型，完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。 虚拟制造系统的定义虚拟制造系统的定义 是一个在虚拟制造技术的指导下，在是一个在虚拟制造技术的指导下，在计算机网络和虚拟现实环境中建立起来的，计算机网络和虚拟现实环境中建立起来的，具有集成、开放、分布、并行、人机交互等具有集成、开放、分布、并行、人机交互等特点的，能够从产品生产全过程的高度来分特点的，能够从产品生产全过程的高度来分析和解决制造系统各个环节的技术问题的软析和解决制造系统各个环节的技术问题的软硬件系统。硬件系统。 虚拟制造的特点虚拟制造的特点n n集成性集成

12、性 n n反复性反复性 n n并行性并行性 n n人机交互性人机交互性 虚拟制造与实际制造的关系虚拟制造与实际制造的关系 n n虚拟制造是对实际制造活动的抽虚拟制造是对实际制造活动的抽象象 n n实际制造是虚拟制造的实例实际制造是虚拟制造的实例n n虚拟制造是一种更高层次上的计虚拟制造是一种更高层次上的计算机技术在设计、制造、管理等各算机技术在设计、制造、管理等各个环节中的应用个环节中的应用以设计为中心的VM目标：1优化设计及优选工艺2加工方案评价产品设计概念以生产为中心的VM目标：1资源优化2选择评价工艺3验证新工艺供设计者参考的制造信息新产品模型新产品工艺产品制造信息工厂资源以控制为中心的

13、VM目标：1优化车间控制2优化制造过程车间机床控制系统虚拟生产计划新工艺及对应的信息质量估计虚拟产品原型、成本估算CAD/CAM已有的模型和工艺日程模型逻辑模型过程模型成品模型参数虚拟制造的分类虚拟制造的分类虚拟制造的理论基础虚拟制造的理论基础虚虚虚虚拟拟拟拟制制制制造造造造的的的的理理理理论论论论基基基基础础础础建模理论建模理论建模理论建模理论仿真理论仿真理论仿真理论仿真理论并行计算并行计算并行计算并行计算连续系统建模连续系统建模连续系统建模连续系统建模离散系统建模离散系统建模离散系统建模离散系统建模机理建模机理建模机理建模机理建模 辩识建模辩识建模辩识建模辩识建模 神经网络建模神经网络建模

14、神经网络建模神经网络建模 模糊神经网络建模模糊神经网络建模模糊神经网络建模模糊神经网络建模 模糊建模模糊建模模糊建模模糊建模 实体流图法实体流图法实体流图法实体流图法 活动周期图法活动周期图法活动周期图法活动周期图法 PetriPetri网法网法网法网法 连续系统仿真连续系统仿真连续系统仿真连续系统仿真离散系统仿真离散系统仿真离散系统仿真离散系统仿真实时仿真实时仿真实时仿真实时仿真事件调度法事件调度法事件调度法事件调度法 活动扫描法活动扫描法活动扫描法活动扫描法 进程交互法进程交互法进程交互法进程交互法 点对点通信点对点通信点对点通信点对点通信 全局通信全局通信全局通信全局通信 并行控制与任务

15、组并行控制与任务组并行控制与任务组并行控制与任务组 处理机拓扑处理机拓扑处理机拓扑处理机拓扑 并行并行并行并行I/O I/O 可视化交互建模体系结构可视化交互建模体系结构模型说明语言模型说明语言运行参数运行参数实验实验VIMVIM环境体系结构环境体系结构可视化参数可视化参数分析分析可视化可视化VISVIS环境体系结构环境体系结构交互式用户交互式用户模型模型生成生成器器模型模型说明说明模型模型分析分析模型模型转换转换结果结果可执行可执行模型模型虚拟制造的体系结构虚拟制造的体系结构人机交互接口人机交互接口个性化用户界面个性化用户界面通讯协议和数据交换标准通讯协议和数据交换标准 ( IGES、STE

16、P等等)网络及物理链路、硬件设备网络及物理链路、硬件设备产品模型、数据、知识和规则产品模型、数据、知识和规则基于基于COBRDA（DCOM）的分布集成框架）的分布集成框架虚拟设计虚拟设计平台平台虚拟加工虚拟加工平台平台虚拟控制虚拟控制平台平台界面层界面层框架层框架层应用层应用层数据层数据层协议层协议层网络层网络层虚拟制造的功能框图虚拟制造的功能框图产品建模产品建模产品异地设计产品异地设计零部件分析优化零部件分析优化快速原型快速原型生产工艺优化生产工艺优化工具设计优化工具设计优化刀位控制刀位控制参数优化参数优化刀位轨迹刀位轨迹参数优化参数优化加工方案加工方案评评 估估虚拟实验虚拟实验虚拟检测虚拟

17、检测工艺模型验证工艺模型验证产品模型实验：虚拟机床产品模型实验：虚拟机床生产计划生产计划仿真优化仿真优化虚拟生产布局虚拟生产布局虚拟设备集成虚拟设备集成虚拟装配虚拟装配虚拟生产平台服务器虚拟生产平台服务器虚拟企业平台服务器虚拟企业平台服务器企业协同工作环境企业协同工作环境企业虚拟运行企业虚拟运行企业运行仿真企业运行仿真产品优化设计产品优化设计产品性能评价产品性能评价可制造性评价可制造性评价虚拟设计虚拟设计虚拟制造虚拟制造虚拟生产虚拟生产虚拟企业虚拟企业运动学模型运动学模型传感器输入传感器输入运动系统运动系统其它输入其它输入力域力域温度域温度域切削过程切削过程工件属性工件属性热力学模型热力学模型

18、刚度模型刚度模型伺服模型伺服模型精确模型精确模型机床系统机床系统切削系统切削系统结构系统结构系统NCNC代码代码位位 移移虚拟机床模型虚拟机床模型输入输入 输出输出模块模块（NCNC系统功系统功能界面）能界面）运动控制模块运动控制模块轴号轴号匹配模块匹配模块虚拟机床控制接口虚拟机床控制接口逻辑轴号、位置逻辑轴号、位置物理轴号、位置物理轴号、位置各各轴轴位位置置数数据据、刀号、行号刀号、行号NCNC程序系统参数程序系统参数虚拟操作面板信息虚拟操作面板信息虚拟操作面板返回信息虚拟操作面板返回信息虚拟操作面板虚拟操作面板虚拟机床控制信息虚拟机床控制信息虚虚拟拟机机床床其其它它控制信息控制信息虚拟机床

19、虚拟机床反馈信息反馈信息虚拟数字控制子系统虚拟数字控制子系统虚拟机床子系统虚拟机床子系统虚拟机床反馈信息虚拟机床反馈信息虚拟虚拟CNCCNC系统体系结构系统体系结构虚拟装配设计环境虚拟装配设计环境VADEVADE基于虚拟现实的训练系统基于虚拟现实的训练系统计算机辅助过程规划系统计算机辅助过程规划系统机器人路径规划系统机器人路径规划系统专用的装配设备设计专用的装配设备设计VADEVADE环境环境CADCAD环境环境部件几何特部件几何特征属性及装征属性及装配信息等配信息等使能技术使能技术多多通通道道交交互互 网网络络环环境境下下知知识识获获取取与与建建库库 基基于于V VR R的的计计算算可可视视

20、化化 虚虚拟拟环环境境建建模模 产产品品建建模模 数数据据转转换换与与处处理理 虚拟制造的使能技术虚拟制造的使能技术使能技术使能技术之一之一多通道交互技术多通道交互技术虚虚拟拟现现实实设设备备的的软软硬硬件件接接口口驱驱动动技技术术 大大面面积积纹纹理理的的可可见见性性快快速速显显示示技技术术 信信息息与与时时间间的的同同步步技技术术 真真实实感感渲渲染染的的三三维维图图形形加加速速技技术术 三三维维定定位位跟跟踪踪设设备备的的定定标标技技术术 多多传传感感信信息息的的融融合合技技术术 虚拟环境建模技术虚拟环境建模技术图图像像图图形形混混合合建建模模技技术术 场场景景预预处处理理技技术术 虚虚

21、拟拟声声的的生生成成与与增增强强技技术术 多多细细节节层层次次建建模模技技术术 智智能能化化视视区区裁裁剪剪技技术术 基基于于图图像像的的绘绘制制技技术术 使能技术使能技术之二之二产品建模技术产品建模技术零零部部件件的的物物理理建建模模方方法法 工工程程分分析析的的有有限限元元计计算算方方法法 工工程程分分析析结结果果的的多多准准则则图图示示方方法法基基于于物物理理的的工工程程行行为为特特征征建建模模方方法法 工工程程对对象象的的单单元元化化划划分分方方法法 使能技术使能技术之三之三 数据转换与处理技术数据转换与处理技术 数数据据文文件件格格式式转转换换技技术术 产产品品数数据据管管理理技技术

22、术 使能技术使能技术之四之四 网络环境下知识获取与建库技术网络环境下知识获取与建库技术 网网络络化化异异构构知知识识与与数数据据信信息息的的统统一一表表达达 基基于于VR的的产产品品设设计计与与制制造造集集成成过过程程链链 网网络络环环境境下下虚虚拟拟产产品品数数据据与与指指令令的的传传输输与与共共享享 分分布布式式虚虚拟拟仿仿真真节节点点的的协协同同与与自自治治 虚虚拟拟场场景景的的快快速速漫漫游游、绘绘制制与与网网络络传传输输 基基于于多多A Ag ge en nt t的的虚虚拟拟企企业业信信息息重重组组与与集集成成 使能技术使能技术之五之五 基于基于VRVR的科学计算可视化技术的科学计算

23、可视化技术 多多通通道道技技术术与与可可视视化化技技术术的的映映射射机机理理与与操操纵纵方方法法 特特征征可可视视化化与与拓拓扑扑结结构构分分析析 基基于于V VR R的的可可视视化化与与驾驾驭驭计计算算 分分布布式式的的计计算算与与可可视视化化环环境境的的协协同同 使能技术使能技术之六之六虚拟制造的关键技术虚拟制造的关键技术关键技术关键技术虚虚拟拟设设计计与与装装配配技技术术 虚虚拟拟实实验验技技术术 虚虚拟拟生生产产技技术术 虚虚拟拟产产品品实实现现技技术术 虚虚拟拟检检测测与与评评价价技技术术虚虚拟拟纹纹理理分分析析技技术术 关键技术关键技术之一之一虚拟设计与装配技术虚拟设计与装配技术虚

24、虚拟拟产产品品形形状状设设计计 虚虚拟拟装装配配/拆拆卸卸设设计计与与优优化化 虚虚拟拟样样机机具具有有力力觉觉的的虚虚拟拟装装配配 虚拟产品实现技术虚拟产品实现技术基基于于表表面面质质量量分分析析的的切切削削参参数数选选择择 远远程程机机器器人人操操作作与与监监控控 虚虚拟拟测测量量技技术术 关键技术关键技术之二之二虚虚拟拟加加工工虚拟检测与评价技术虚拟检测与评价技术 虚虚拟拟表表面面接接触触刚刚度度分分析析基基于于应应力力的的加加工工质质量量评评价价 装装配配信信息息建建模模 刀刀位位轨轨迹迹检检查查及及碰碰撞撞干干涉涉检检验验 工工艺艺过过程程规规划划与与仿仿真真 关键技术关键技术之三之

25、三虚拟实验技术虚拟实验技术 虚虚拟拟测测试试 虚虚拟拟样样机机的的性性能能评评价价 虚虚拟拟试试验验的的运运行行平平台台 关键技术关键技术之四之四虚虚拟拟试试验验的的物物理理建建模模虚拟生产技术虚拟生产技术 虚虚拟拟生生产产线线/车车间间实实时时三三维维布布局局 基基于于V VR R的的网网络络化化分分散散制制造造仿仿真真与与评评价价 生生产产线线/车车间间生生产产过过程程虚虚拟拟仿仿真真 关键技术关键技术之五之五分布式虚拟制造分布式虚拟制造n n虚拟制造中的多智能体体系结构虚拟制造中的多智能体体系结构 n n多智能体系统与虚拟现实仿真多智能体系统与虚拟现实仿真n n分布式虚拟环境分布式虚拟环

26、境 分布式虚拟制造的特点分布式虚拟制造的特点 n n支支支支持持持持智智智智能能能能体体体体的的的的自自自自主主主主性性性性和和和和相相相相对对对对独独独独立立立立性性性性，使使使使其其其其能能能能够够够够根根根根据据据据内内内内部状态和外部消息事件控制自身的行为部状态和外部消息事件控制自身的行为部状态和外部消息事件控制自身的行为部状态和外部消息事件控制自身的行为n n支支支支持持持持数数数数据据据据、过过过过程程程程以以以以及及及及通通通通信信信信设设设设施施施施的的的的封封封封装装装装，使使使使智智智智能能能能体体体体有有有有明明明明确的边界、标识和引用的概念确的边界、标识和引用的概念确的

27、边界、标识和引用的概念确的边界、标识和引用的概念n n支持消息的通信，直接给出与通信意图有关的信息支持消息的通信，直接给出与通信意图有关的信息支持消息的通信，直接给出与通信意图有关的信息支持消息的通信，直接给出与通信意图有关的信息n n支持新的过程加入以及数据与通信信息修改的重组能支持新的过程加入以及数据与通信信息修改的重组能支持新的过程加入以及数据与通信信息修改的重组能支持新的过程加入以及数据与通信信息修改的重组能力力力力 分布式虚拟制造的关键技术分布式虚拟制造的关键技术 n n规模和功能可扩展的异构型软件结构规模和功能可扩展的异构型软件结构规模和功能可扩展的异构型软件结构规模和功能可扩展的

28、异构型软件结构n n自然的人自然的人自然的人自然的人- -机交互技术机交互技术机交互技术机交互技术 n n网络通信和网络协议网络通信和网络协议网络通信和网络协议网络通信和网络协议 n n异构性分布式环境异构性分布式环境异构性分布式环境异构性分布式环境n n动态可扩展性动态可扩展性动态可扩展性动态可扩展性 n n 安全性设施安全性设施安全性设施安全性设施 n n工具的开发工具的开发工具的开发工具的开发 三、网络制造三、网络制造通过计算机网络组织起来的制造体系通过计算机网络组织起来的制造体系Networked Manufacturing System网络制造网络制造NMNM网络制造的定义网络制造的

29、定义 基于虚拟现实、计算机网络、基于虚拟现实、计算机网络、Multi-Agent等支撑技术，构筑网上虚拟企业，等支撑技术，构筑网上虚拟企业，重组各种生产与制造资源，实现对异地产重组各种生产与制造资源，实现对异地产品设计和功能的仿真，进而快速生产出满品设计和功能的仿真，进而快速生产出满足用户要求的产品的整个制造过程。足用户要求的产品的整个制造过程。 网络制造的主要特点网络制造的主要特点n n 快速响应市场变化快速响应市场变化n n 资源的充分利用资源的充分利用n n 稳定和提高产品质量稳定和提高产品质量n n 减小企业风险减小企业风险市市市市场场场场竞竞竞竞争争争争的的的的新新新新要要要要求求求

30、求对市场需求的快速反应对市场需求的快速反应各种资源的集成与共享各种资源的集成与共享各种资源的合理利用各种资源的合理利用基于网络的信息获取与融合基于网络的信息获取与融合网络技术网络技术创新机制创新机制虚拟现实虚拟现实信息技术信息技术设设计计与与制制造造系系统统与与过过程程网网络络化化制制造造制造业的发展必然制造业的发展必然网络制造提高快速反应能力网络制造提高快速反应能力nnn现有制造资源的快速调集与充分利用现有制造资源的快速调集与充分利用现有制造资源的快速调集与充分利用现有制造资源的快速调集与充分利用nnn制造企业快速重组、动态联盟、虚拟企业制造企业快速重组、动态联盟、虚拟企业制造企业快速重组、

31、动态联盟、虚拟企业制造企业快速重组、动态联盟、虚拟企业nnn并行工程与虚拟制造的跨时空性并行工程与虚拟制造的跨时空性并行工程与虚拟制造的跨时空性并行工程与虚拟制造的跨时空性nnn分担基础设施建设费用、减少商务风险分担基础设施建设费用、减少商务风险分担基础设施建设费用、减少商务风险分担基础设施建设费用、减少商务风险nnn减少产品投放市场所需时间减少产品投放市场所需时间减少产品投放市场所需时间减少产品投放市场所需时间nnn增加市场占有份额、快速进入市场增加市场占有份额、快速进入市场增加市场占有份额、快速进入市场增加市场占有份额、快速进入市场网络制造的支撑技术网络制造的支撑技术n n网络通讯技术网络

32、通讯技术n n并行工程并行工程n n虚拟现实技术虚拟现实技术n n数控技术数控技术n n现代检测与信息融合技术现代检测与信息融合技术n n快速成形技术快速成形技术n n激光技术激光技术网络制造的理论模型网络制造的理论模型基究础研研发机构网管中心制造企业制造企业制造企业制造企业远控程监网计上设企作业协享资共源制断造诊互联网互联网网络制造的功能模型网络制造的功能模型网络制造系统平台网络制造系统平台资源资源共享共享网上网上设计设计网上网上制造制造网上网上仿真仿真远程远程监控监控远程远程诊断诊断信息信息发布发布远程远程教育教育研发机构、企业间的科研协作与网上制造研发机构、企业间的科研协作与网上制造网络

33、制造的体系结构网络制造的体系结构快速原型产品快速原型产品产品仿真产品仿真Internet/Intranet决策支持系统决策支持系统虚拟现实系统虚拟现实系统设计系统设计系统快速成型系统快速成型系统* *工艺计划工艺计划* *相关机床相关机床* *材料材料CAPP系统系统* *机床机床* *材料材料*CNC*CNC，MCMC，FMSFMSCAM系统系统* *定单定单* *查询查询* *检索检索顾客服务系统顾客服务系统*功能分析功能分析*质量评价质量评价*成本与价格成本与价格数据库数据库制造企业制造企业研究机构研究机构研究人员研究人员动态选择动态选择动态选择动态选择制造企业制造企业研究机构研究机构研

34、究人员研究人员InternetInternet市场机遇市场机遇机遇机遇1 1机遇机遇2 2机遇机遇n n企业网络企业网络成员企业成员企业虚拟企业虚拟企业1 1虚拟企业虚拟企业2 2虚拟企业虚拟企业3 3分布式虚拟制造企业网络分布式虚拟制造企业网络动态联盟决策的过程模型动态联盟决策的过程模型组织学习组织学习3. 3. 期望收益的净现值期望收益的净现值6. 6. 基于净利润的选择基于净利润的选择文文 化化7.7.目标风险目标风险8.8.风险评估风险评估政府政府目标一致目标一致相互吸引相互吸引共同的危机共同的危机外部激励外部激励联盟障碍联盟障碍1. 1. 问题定义问题定义2. 2. 解决方案的确定和

35、解决方案的确定和合作机会的认知合作机会的认知4. 交易成本及其它成本交易成本及其它成本的期望净现值的期望净现值5.额外的风险补偿费用额外的风险补偿费用9.联盟治理联盟治理机制机制网络制造的基本内涵网络制造的基本内涵网上产品快速设计与制造系统网上产品快速设计与制造系统（网上制造车间）（网上制造车间）快快速速制制造造基基础础理理论论C CA AD D/ /C CA AM M一一体体化化技技术术智智能能监监控控与与诊诊断断技技术术快快速速制制造造生生产产模模式式虚虚拟拟设设计计与与制制造造技技术术开开放放式式制制造造自自动动化化技技术术网网络络制制造造技技术术主要内容之一主要内容之一快速制造基础理论

36、快速制造基础理论开开放放式式体体系系结结构构建建模模、调调度度与与优优化化海海量量制制造造信信息息的的存存储储规规范范与与管管理理多多智智能能体体与与自自组组织织的的理理论论与与方方法法几几何何信信息息表表示示方方法法与与几几何何推推理理体体系系制制造造知知识识的的表表征征、获获取取与与传传递递制制造造过过程程中中的的可可负负担担性性分分析析方方法法主要内容之二主要内容之二快速制造生产模式快速制造生产模式网网络络化化组组织织结结构构E ER RP P系系统统企企业业敏敏捷捷性性和和柔柔性性的的测测度度和和评评价价方方法法资资源源快快速速有有效效集集成成技技术术互互联联网网环环境境下下的的数数据

37、据信信息息模模式式与与管管理理方方法法主要内容之三主要内容之三虚拟设计与制造技术虚拟设计与制造技术虚虚拟拟制制造造建建模模技技术术虚虚拟拟制制造造信信息息交交换换技技术术虚虚拟拟制制造造仿仿真真技技术术产产品品可可装装配配性性评评价价技技术术远远程程产产品品快快速速反反应应制制造造的的虚虚拟拟制制造造系系统统产产品品可可制制造造性性评评价价技技术术主要内容之四主要内容之四网络制造技术网络制造技术基基于于网网络络的的动动态态联联盟盟异异地地协协同同设设计计制制造造过过程程监监控控分分布布式式智智能能管管理理及及安安全全防防范范机机制制设设计计/ /制制造造过过程程的的网网络络集集成成异异地地协协

38、同同设设计计制制造造系系统统异异地地分分布布式式作作业业调调度度主要内容之五主要内容之五CAD/CAMCAD/CAM一体化技术一体化技术产产品品统统一一建建模模技技术术关关键键部部件件智智能能选选型型系系统统基基于于P PD DM M的的C CA AP PP P系系统统并并行行设设计计/ /制制造造集集成成技技术术快快速速产产品品三三维维形形体体设设计计系系统统产产品品结结构构/ /制制造造/ /装装配配性性能能的的综综合合分分析析系系统统快快速速产产品品结结构构设设计计系系统统主要内容之六主要内容之六开放式制造自动化技术开放式制造自动化技术分分布布式式协协同同处处理理的的制制造造自自动动化化

39、体体系系结结构构人人机机智智能能的的柔柔性性交交互互制制造造系系统统自自组组织织技技术术异异构构设设备备集集成成工工艺艺数数据据的的更更新新和和修修改改制制造造组组织织动动态态联联盟盟主要内容之七主要内容之七远程监控与诊断技术远程监控与诊断技术新新型型传传感感器器的的开开发发虚虚拟拟仪仪器器系系统统多多传传感感器器信信息息融融合合分分布布式式智智能能检检测测与与监监控控远远程程监监控控与与诊诊断断系系统统智智能能运运动动控控制制系系统统四、应用四、应用福特汽车公司的数字原型件福特汽车公司的数字原型件 汽车内部的三维实体图汽车内部的三维实体图汽车外型的三维实体图汽车外型的三维实体图波音波音777777飞机数字化装配飞机数字化装配广州珠江钢厂布局虚拟原型广州珠江钢厂布局虚拟原型生产线可视化仿真生产线可视化仿真虚拟自动生产线虚拟自动生产线人体工程学分析环境人体工程学分析环境VRVR中反铲装载车试验模型中反铲装载车试验模型虚拟装配的模型及装配过程虚拟装配的模型及装配过程机床运动过程仿真机床运动过程仿真机床加工过程仿真机床加工过程仿真机床加工过程仿真机床加工过程仿真金属充型过程的仿真金属充型过程的仿真铸件凝固过程的仿真铸件凝固过程的仿真基于网络的加工过程仿真基于网络的加工过程仿真主用户虚拟加工单元 从用户虚拟加工单元基于网络的VM培训系统