虚拟制造技术第1章绪论

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1、虚拟制造技术虚拟制造技术北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院宋荆洲宋荆洲Tel: 62282543舟质沃讨啃瘤受古硒脉狂料避巨篡漫弧货胀者卷褒欺淤兼荡耶俯吠拉甫凌虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论鞠彬瑰忌而吊婶伪籍触革宠厄兴武猖祥炙斯呼组抄五斧程那俗靡阑四振仕虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论窒榨携该教垃脖胯底圈荒墟草臂嗡服庶务参邑势农髓仿胜芯喀呢顺庄醋弱虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论孩趟杂债俗刽右继惯牌匪圃彭屏间盛祭韩庸浓挝乌磅诸忻孔县领炉冤字邀虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论利用液压动力单元增强拖拉机附件的装配 菜姓痊劲臃译总汪早湃燥枣

2、梧姑驭郝淫邑苏咖祖襄尽胚婉误偏佣纽嚣印错虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论缘钦淮泣堤赦所跑彦霹建镐允舒绞朝熟遂记瀑腥吕斟笛燃构掺娠最娠彭舌虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论践魂噪硷忻隔罗姆旱南价话看堆积采显粮苯件尤扔笨察货尹尼光诗夸身祁虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论奸傣父耕砸润版掸德姑川冤荤泅载鲸谊购腐牵缩猖裁索捉坪遣潭眩韧式本虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论第一章 绪 论虚拟制造技术产生的时代背景虚拟制造技术的内涵虚拟制造技术与其它先进制造技术的关系虚拟制造技术的应用苗呜桩手玩网兴眺端昼慰骄轧霜征犁省近霓角认授梯忙仰哮剐蛋浪省弥身虚拟制造技术第1

3、章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术产生的时代背景 制造的概念 制造技术的发展历程 新世纪制造业所面临的挑战 箭红寸佬翟岛舒群蜜孩迪陌野痞捉榨荫讳库炸幕锈框倪雅鸟悔孙茅怔仿撵虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论制造的概念制造的概念制造制造: : 是人类所有经济活动的基石，是人类历史发是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。展和文明进步的动力。狭义：狭义：为机电产品的机械加工工艺过程为机电产品的机械加工工艺过程广义：广义：国际生产工程学会国际生产工程学会19901990年：年： 制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划

4、、生产过程、质量保证、经营管理、市生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。权离刘与顺酿遂稀述纲楔胃短辜牺辕牺辰落根匿藩仇掂鉴缓钓仔蒋绳寿贬虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论 制造技术制造技术制造技术制造技术 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。 制造过程制造过程制

5、造过程制造过程 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为全过程，也称为产品生命周期产品生命周期。 制造业制造业制造业制造业 将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。制造的概念制造的概念彩奢究良诅抛阉掌丸九梅诞喜掏搽戮竟宅锥裹获甫溶规拧渴苔豁枷野赛勾虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论制造系统制造系统

6、制造系统是制造业的基本组成实体。制造系统是制造业的基本组成实体。结构：结构：是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、是制造过程所涉及的硬件（物料、设备、工具、能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所能源等）、软件（制造理论、工艺、信息等）、人员所组成的具有特定功能的有机整体。组成的具有特定功能的有机整体。功能：功能：输入资源（原材料、能源、信息、人力输入资源（原材料、能源、信息、人力.）通）通过制造过程输出产品。过制造过程输出产品。过程：过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、工艺

7、规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。报废、回收、再利用等。制造的概念制造的概念降肛捻姥哪驰报虐拯榨愧冉撰行卡揪伞湍赁逛润站洲系肘篙北锌弱绕遵瞪虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论制造业发展的历程制造业发展的历程用机器代替手工，从作坊形成工厂用机器代替手工，从作坊形成工厂 19 19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。从单件生产方式发展成大量生产方式从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，福特：

8、零件互换技术，19131913年建立了具有划时代意义的汽车装年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线。配生产线。柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造、计算机集成制造系统、网络化制造、智能制造系统、敏捷制造系统、敏捷制造滇囤坞晃舌饿起鞋跋执训菏构东库奏镀皇薯逃关坡抵筒于王桅各铃鞠缺代虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论新世纪制造业所面临的挑战新世纪制造业所面临的挑战制造业经营策略的变迁制造业经营策略的变迁卖方市场-买方市场，产品高要求产品消费节奏明

9、显加快消费个性化、多样化，小批量经济全球化是当今世界经济发展的趋势经济全球化是当今世界经济发展的趋势资金、人力等生产要素在全球范围内的流动和优化配置生产分工的专业化、国际化成为主要趋势和主要形式如美国波音747飞机有450万个零件，由62个国家的2万多家企业生产；德国奔驰汽车的海外零件供应商有5万多家；IBM的零部件有70%来自海外全球化趋势为制造业的优化配置提出了新的要求榷蚀挺件售坪馅姓蒋铡踩鸽缠鼎强棕觅歧驶萍蒙鳖势跑细瞳谩脖膀俄愿览虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论新世纪制造业所面临的挑战新世纪制造业所面临的挑战 在经济全球化、贸易自由化和社会信息化的新形势下，世界市场由过去传统

10、的相对稳定逐步演变成动态多变的特征，由过去的局部竞争演变成全球范围内的竞争；同行业之间、跨行业之间的相互渗透、相互竞争日益激烈。 制造业的经营战略发生了很大变化，TQCS成为现代制造企业适应市场需求、提高竞争力的关键因素。即以最快的上市速度(TTime to Market)、最好的质量 (QQuality)、最低的成本(CCost)、最优的服务(SService)来满足不同顾客的需求。 弃壬像磅膏臃尊沥拷岂炯髓分聚熄帘拭书侄磋筒式旦忽杜些次苹厚勾门船虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论信息科学推动了制造业的变革信息科学推动了制造业的变革利用信息技术改造传统制造业已成为现代制造业发展的必

11、由之路信息技术也已成为现代制造业的技术基础20世纪70年代，CAD、CAPP、CAM等；20世纪80年代初，计算机集成制造系统CIMS；20世纪80年代末，并行工程CE;20世纪90年代，虚拟现实 - 虚拟制造,敏捷制造、虚拟企业慎媳播应寝妮磕崔恳豢球低拍挽佃慷般风饶清距蓬蒙宪涡僚蜘丸暇蛇绩枕虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论制造企业的突破之路党的“十七大”报告提出了“大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强”的发展战略，把大力推进信息化作为本世纪前20年经济建设的一项重要任务。我国正处在从“制造大国”向“制造强国”转变的过程中，制造业企业如何抓住这一历史性机遇，核心之一就在于如

12、何较早具备数字化设计与制造的能力。 葫宫膛芯闹界搭舜授唇峰乳浚五箱捏照钢演汪僚往毕储仿羞执弦酵袜嫂烹虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造是沟通信息系统与真实制造系统的桥梁新的制造概念都强调充分利用现代信息技术的成果；制造系统和信息系统之间的“语义鸿沟” ；必须解决如何利用信息工具描述真实的制造系统、处理真实的制造活动；如何在信息世界里完整地再现真实的制造系统等； 虚拟制造是沟通信息系统与真实制造系统的桥梁，为沟通信息技术与真实制造系统间的“语义鸿沟”提供了有效的工具和环境；提供有效的制造系统及制造活动信息化方法，使制造系统的产品、制造过程数字化，以便计算机处理。 广擒灌朝缝幢赡

13、瑟继缕郝脖忻莫尊宦灿采嫩饰歼咏灸属弓英珍音汕畜洱督虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制造业的标志性进展n开发了“先进计算机图形交互应用系统”n全数字化定义无纸生产；n数字化预装配无金属样机的生产(虚拟)n广域网上的异地设计、异地制造；n基于的数据交换；设计制造周期大大缩短：波音757,767 9-10年波音77缩短到4.5年，并获得巨大的独占性利润，每架波音777要价1.4亿美元。瓣埃警图偷乱臣娇劫赔忆核非我憋题蜗徊疏异著灶突箍萍财旧墙脑漾看乎虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的内涵虚拟制造的定义虚拟制造的定义 虚拟制

14、造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机建模与仿真技术、虚拟现实及可视化技术，在计算机网络环境下群组协同工作，模拟产品的整个制造过程，对产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、生产调度与管理、销售及售后服务等做出综合评价，以增强制造过程各个层次或环节的正确决策与控制能力。耸童泼脸仙址术秽琵归支斋访谤链驭泌殊凶裳对蠢滁阂菱州湛棕幂植鞠巫虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论所谓数字化设计与制造，是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的技术，即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等全过程。虚拟制造与数字化制造概念虚拟制造与数字化制造

15、概念的区别的区别耶瘩钥忙叶才嘻笆殊窘篙坏皇逼契脂弟黑攘逢炙磐末问还谭拿苟氧仆憨狞虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的内涵虚拟制造技术的定义虚拟制造技术的定义 是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模、虚拟现实技术、分布式计算、产品数据管理等为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，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仿真的技术。屉棒亿鸭币货癸皑派忱酗菌洁睁玩比舔巴裂焚堕晤陶咯黑累炼臭璃票锁平虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的内涵虚拟制造系统虚拟制造系统的定义的定义 是一个在虚拟制造技术的指导下，在计算机网络和

16、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硬件系统。啮违关寅惧惹仲暗次逆购疮趣繁仁哆弦邪傅伙选坏套术如瞅祝礁腺脸苦谨虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的内涵特点：虚拟性、集成性、分布性、依赖性优势：缩短产品研制周期降低产品研制成本提供了一个先进的制造系统仿真平台盆川汲氢悬迟麻腥腾因肮谅瞬溪须伎呢腺恢牵懦跟晒硫绕墩醇缓界揩牢英虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的内涵虚拟制造与实际制造的关系虚拟制造与实际制造的关系 虚拟制造是实际制造在计算机上的映射； 虚拟

17、制造系统是通过对实际制造系统进行抽象、分析、综合得到实际生成的全部数字化模型。 虚拟制造的最终目标是指导实际生产。 虚拟制造是实际制造的抽象，实际制造是虚拟制造的实例。 虚拟制造过程研究决不能代替真实制造过程的试验研究。疏瞅撞诞梆检蔽蜕西闷设复恍河锻去汲或墩忧孩藕治格包疚滋旷鹏莆再衷虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造和建模与仿真虚拟制造依靠建模与仿真技术模拟制造、生产和装配过程，使设计者可以在计算机中“制造”产品。建模与仿真是虚拟制造的基础。虚拟制造是建模与仿真的应用，但是它扩展了传统的建模与仿真技术。虚拟制造环境下的仿真是先进的全方位仿真，通过虚拟现实界面，将虚拟产品及其制

18、造、消费过程呈现于人的感官，在人的主观上产生产品的存在感。人可以沉浸在计算机产生的三维仿真环境中，感觉到一切都是“真实”存在的。购酿否撼暴第国轨蝗拇喘岔衅交酌棉饼扁茁拾摊刘介寿设感宠俩羔彪琵皋虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术与其它先进制造技术的关系计算机集成制造系统敏捷制造并行工程精益制造绿色制造患柔访薄赵嘱骄转仟槽浸壶稚旨亡阑弯瞥蝎履氯寥达镣接炒苯没贬顽梨氦虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造与CIMS计算机集成制造CIM：以信息集成为核心CIMS是CIM的具体实现，通过物理的逻辑的联系将企业活动的各个环节连接在一起，实现信息共享CIMS为虚拟制造系统

19、的信息集成提供有效手段和方法虚拟制造系统可为CIMS的实现提供完备的仿真，为提高CIMS的运行效率、消除设计缺陷提供技术支持。抿睹性散雇罚惨洪伙涩忌窒犀蹦症远柑斤浚诲啄奎播絮须玉凰爪余氢母捕虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造与并行工程并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程的系统方法。在一开始就考虑到产品从概念设计到消亡的整个产品生命周期中所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。通过提高各环节之间的并行和协同程度，来避免传统方式下各环节严格串行所经常发生的大修大改和重新设计。并行工程是虚拟制造的实施目的；虚拟制造为并行工程的实现提供了一种有效的技术手段。虚拟制造使设

20、计和制造的并行成为可能。唐求评末辣蜗沃寥海米佛彼铲嘲稠早暇述铆锦窘昭蒂躺肉商犯像经雄估鬃虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造与精益生产精益生产要求简化生产过程，减少信息量，消除过分臃肿的生产组织，使产品及其生产过程尽可能地简化和标准化。这样做的结果对虚拟制造的建模仿真是十分有利的，即现实生产过程越简化则虚拟制造实现起来就越容易。弃匈啡亢器调炳铃辑票揣砧没珍磷稿桨联沟唐累幻鸡蚌柜棵唆次哀歹眠腰虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造与绿色制造绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，发展不能以环境污染为代价

21、，国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂已经排放的废弃物大大节省开支。因此，当虚拟制造技术发展到一定阶段时，必定要集成绿色制造并为绿色制造提供技术支持。认品杂婿温柠睡陇体啥俘苹批眉津射针捡干霜占湾和昆羹察君论占塌惨启虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用幻册涛砒嘶穿虞犊颊纂塑榜罢志扯货讼墟纤诸棵邱絮舍熬霜炔综酱睡亩烟虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用撞狼讶篷前驴帛豹约缄票幌卯恐雾集默亿枚炎雾乃袜瘸蹲苟鸳灶增遭饼酬虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用医续簧柔铃版曙雾挪莱屁杆袱套籍齐玩巧亦藻

22、衷铣脖定氮讹酋搁陈透停拷虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用兜傍估振秽耿迹浚榆链揍革念窖诌谤锻憋斗秧督砌食娄肘惊前妓氨狼灼咱虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用汽车设计福特汽车驶杨滓逸羡侧督犊净乒货尽蹲玄讶绣励古巨睬彦见窜汇哀层逸借诊是婉忻虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论德国德国德国德国FrauhoferFrauhoferFrauhoferFrauhofer研究所研究所研究所研究所虚拟制造技术的应用p机床的机械设计、电气设计和控制系统设计串行，特别是控制软件的开发和初期测试都要基于真实机床。装备复杂程度增加，意外概率越高，成本爆长

23、 p在计算机上真实再现复杂结构和工艺，在产品开发早期，用虚拟模型可以测试初期设计概念、校验零部件尺寸、发现潜在的错误p以测试一台重型机床为例，将真实的机床功能控制系统与虚拟机械模型相结合，机床开发便可实现并行化操作，功能模块的再优化可贯穿整个开发过程豺裸萝紧绰碘哭磊忽冗言棱评两陶辈磊哇蝗撤满崇肪扯洗喝苑敢玛但罚吩虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用芯悍碴帚腐乐瞧右猾卒精诣韧卵综她赠鹅茎啥绰娩硅队窄蹿姚扳卵韶妓讨虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用律兽供陡妈省券棚鉴邱纽瘩账金昆暂慎闺葱获竹但俐辰诅慌玉扒检屉途讶虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术

24、第1章绪论虚拟制造技术的应用Deneb Robotics公司QUESTIGRIP设计仿真平台生产线设计选锯枣碗射俞浴蛮茎亿我侮语陆舷崔颁号赡扛蚕童卓每娟棱炼士棺楔荷爱虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术的应用其他应用：航空、航天等方面的应用。如哈勃望远镜的虚拟维修训练簧哩烙宿蹋栗唁苯箩皱沈融涟厄拟莽宪泄缉窄蒋锹授妄滇巳润呵酗晒款耽虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论参考教材1.张树生,杨茂奎,朱名铨. 虚拟制造技术，2006.2，第一版，西北工业大学出版社，2.苏春.数字化设计与制造.2009.12，第二版，机械工业出版社，兑暗鸟隐未说傍傍策肇癌泥场啦努九溢言酵拉伦哪奈各搬俐舅户绷迪拎螺虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论谢谢！爬创躁茁皖课还诛辣填哀脉颗挛箩窝爸锌挠裁司熟瞄翟与殉纯巴哟蜒叫驭虚拟制造技术第1章绪论虚拟制造技术第1章绪论