虛擬製造
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80年代以來，日趨激烈的全球化競爭，迫使製造企業必須通過不斷地提高生產效率，改善產品質量，降低成本，提供優良的服務，以期在市場中占有一席之地。與此同時，電腦技術、電腦網路技術和信息處理技術也得到了迅速的發展。這些條件就使得信息技術不斷地融合到傳統的製造業中，並對其進行改造，這也是現代製造業的發展趨勢。進入90年代後，先進的製造技術向著更高的水平發展，在原有的電腦集成製造(CIMS即Computer Integrated Manufacturing System)和並行工程(CE即Concurrent Engineering)的基礎上，又出現了虛擬製造(VM即Virtual Manufacturing)、虛擬企業(VE即Virtual Enterprise)等概念。其中“虛擬製造”近年來不斷引起科技界和企業界的關註，成為競相研究的熱點。
虛擬製造的基礎是虛擬現實技術。所謂的虛擬現實技術是指利用電腦和外圍設備，生成與真實環境相一致的三維虛擬環境，允許用戶從不同的角度和視點來觀看這個環境，並且能夠通過輔助設備與環境中的物體進行交互關聯。虛擬製造則是利用虛擬現實技術，在電腦上完成製造過程的技術。採用此技術，在實際的製造之前，可以對產品的功能和製造性、經濟性等方面的潛在問題進行分析和預測，實現產品設計、工藝規劃、加工製造、性能分析、質量檢測及企業各級的管理控制等，增強製造過程中各級的決策和控制能力。
虛擬製造是集電腦輔助設計(CAD)、電腦輔助製造(CAM)和電腦輔助工藝設計(CAPP)於一體的技術，它是在電腦中完成製造過程的。正因為如此，虛擬製造具有下述主要特點。
虛擬製造的製造模型是一個電腦模型，完成這一製造過程的主要工作集中在模型的建立過程上，一旦這個模型建立完成，就可以不斷與之進行交互，模擬各種情況的生產和製造過程。模型的可反覆修改性是虛擬製造過程有別於實際製造過程的一個最主要的特點，也正是這一特點使得虛擬製造可以根據不同情況快速的更改設計、工藝和生產過程，從而大幅度壓縮新產品的開發時間，提高製造質量，降低成本。
虛擬製造的另一個特點是它可以是分散式的，完成虛擬製造的人員和設備在空間上可以是相互分離的，不同地點的技術人員可以通過網路來協同完成同一個虛擬製造過程。
此外，虛擬製造還可以是一個並行的過程，產品設計加工過程和裝配過程的模擬可以同時進行，大大加快了產品設計過程，減少新產品的試製時間。
虛擬現實技術在製造領域中的應用主要有以下幾方面：
(1)虛擬原型和產品設計，即在電腦中設計虛擬的產品或零部件。
(2)生產過程模擬(優化、調度)，即對車間或工段的生產過程進行模擬優化。
(3)設備模擬，即對機器人等生產設備進行離線模擬，動態特性分析和模擬。
(4)物流模擬，即物流規劃，對AGV(自動搬運設備)進行模擬。
(5)裝配過程模擬。
(6)複雜數據的可視化，數值模擬計算結果的可視化輸出。
(7)設備的遠程操作，用電腦網路將空間上分散的設備結合起來，進行集成管理運行，遙控製造。
(8)增強通訊效果。
(9)操作培訓。
虛擬製造的根本目的就是利用電腦生產出虛擬產品。
實際的製造系統可以抽象成由物理系統、信息系統和控制系統組成的集合。物理系統包括製造中的所有資源，如材料、機床、機器人、夾具、控制器和操作工人等；信息系統包括信息的處理和決策，如生產的調度、計劃和設計等；控制系統的任務是實現信息系統和物理系統的信息交換。
對應於實際的製造系統，在虛擬製造系統中可以劃分出對應的層次：虛擬物理系統、虛擬信息系統和虛擬控制系統。根據不同生產階段所面對的不同對象，可以將虛擬製造分為3類：以設計為核心的虛擬製造，以生產為核心的虛擬製造和以控製為核心的虛擬製造。以設計為核心的虛擬製造，其主要目標是優化產品設計、優選工藝和加工方案；以生產為核心的虛擬製造，其主要目標是優化資源，對選擇工藝進行評價和驗證；以控製為核心的虛擬製造，其目標為優化車間控制的製造過程。
