虚拟制造的特点

一：虚拟制造技术的应用

1．虚拟企业。虚拟企业建立的一个重要原因是，各企业本身无法单独满足市场需求，迎接市场挑战。因此，为了快速响应市场的需求，围绕新产品开发，利用不同地域的现有资源、不同的企业或不同地点的工厂，重新组织一个新公司。该公司在运行之前，必须分析组合是否最优，能否协调运行，并对投产后的风险、利益分配等进行评估。这种联作公司称为虚拟公司，或者叫动态联盟，是一种虚拟企业，它是具有集成性和实效性两大特点的经济实体。在面对多变的市场需求时，虚拟企业具有加快新产品开发速度、提高产品质量、降低生产成本、快速响应用户需求、缩短产品生产周期等优点。因此，虚拟企业是快速响应市场需求的部队，能在商战中为企业把握机遇。2．虚拟产品设计。飞机、汽车的设计过程中，会遇到一系列问题，如：其形状是否符合空气动力学原理，内部结构布局是否合理，等等。在复杂管道系统设计中，采用虚拟技术，设计者可以“进入其中”进行管道布置，并可检查能否发生干涉。美国波音公司投资上亿美元研制波音喷气式客机，仅用一年多时间就完成了研制，一次试飞成功，投入运营。波音公司分散在世界各地的技术人员可以从客机数以万计的零部件中调出任何一种在计算机上观察、研究、讨论，所有零部件均是三维实体模型。可见虚拟产品设计给企业带来的效益。3．虚拟产品制造。应用计算机仿真技术，对零件的加工方法、工序顺序、工装和工艺参数的选用以及加工工艺性、装配工艺性等均可建模仿真，可以提前发现加工缺陷，提前发现装配时出现的问题，从而能够优化制造过程，提高加工效率。4．虚拟生产过程。产品生产过程的合理制定，人力资源、制造资源、物料库存、生产调度、生产系统的规划设计等，均可通过计算机仿真进行优化；同时还可对生产系统进行可靠性分析。对生产过程的资金和产品市场进行分析预测。从而对人力资源、制造资源进行合理配置，对缩短产品生产周期、降低成本意义重大。

二：虚拟制造的技术

虚拟制造也可以对想象中的制造活动进行仿真，它不消耗现实资源和能量，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远影响，它的重大作用主要表现为：●运用软件对制造系统中的五大要素（人、组织管理、物流、信息流、能量流）进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。●可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。●在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确作出决策有不可估量的影响。例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测，及时发现问题并改进现实制造过程。●虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用，虚拟制造也会产生类似的作用。例如：可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。 虚拟制造”是近几年由美国首先提出的一种全新概念。什么是虚拟制造?它包括哪些内容？这些至今仍然是人们讨论的问题。很多人曾为虚拟制造进行定义，比较有代表性有：佛罗里达大学Gloria J.Wiens的定义是：虚拟制造是这样一个概念，即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能及可制造性的潜在问题进行预测。(VM is a concept of executing manufacturing processes in computers as well as in the real world,?where ?virtual models?allow for ?prediction of potential problems for product functionality and manufacturability before real manufacturing occurs.)该定义强调VM“与实际一样”“虚拟模型”和“预测”，即着眼于结果。美国空军Wright实验室的定义是：“虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用，以增强各层制造设计和生产决策与控制。(VM is the integrated application of simulation,modeling and analysis technologies and tools to enhance manufacturing design and production decisions and control at all process levels.)该定义着眼于手段。马里兰大学Edward Lin&etc定义是：另一个有代表性的定义是由马里兰大学Edward Lin&etc给出的，“虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制的一体化的、综合性的制造环境。”(VM is an integrated,　synthetic manufacturing environment exercised to enhance all levels of decision and control.),则着眼于环境。显然，上述定义强调的方面是不同的，甚至也有人认为没有必要只有一种定义。但是为了讨论和交流，普遍认为，对VM进行定义是有必要的。 综合国际上有代表性的文献，对虚拟制造给出如下定义：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......余下全文>>

三：虚拟制造技术的效益

1.提供关键的设计和管理决策对生产成本、周期和能力的影响信息，以便正确处理产品性能与制造成本、生产进度和风险之间的平衡，作出正确的决策；2.提高生产过程开发的效率，可以按照产品的特点优化生产系统的设计；3.通过生产计划的仿真，优化资源的利用，缩短生产周期，实现柔性制造和敏捷制造；4.可以根据用户的要求修改产品设计，及时作出报价和保证交货期。

四：什么是虚拟制造？

虚拟制造 在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的形势下，制造业的经营战略发生了很大变化，在30～60年代企业追求的是规模效益，如：美国福特汽车公司、通用汽车公司相继采用刚性流水线进行大批量生产；70年代更加重视降低生产成本，如：日本丰田公司采用准时化生产；80年代提高产品质量成为主要目标；进入90年代新产品开发及交货期成为竞争的焦点。由此产生了多种多样的制造哲理，如：精益生产、并行工程、敏捷制造和虚拟制造等，它们各有侧重，从不同角度研究如何增强企业的竞争力。而虚拟制造技术是制造技术与仿真技术相结合的产物。

虚拟现实（Virtual Reality）技术是使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成或创造出人能够感知的环境或现实，使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境。基于虚拟现实技术的虚拟制造（Virtual Manufacturing）技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成，它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。其目的是在产品设计阶段，借助建模与仿真技术及时地、并行地、模拟出产品未来制造过程乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，预测、检测、评价产品性能和产品的可制造性等等。从而更加有效地、经济地、柔性地组织生产，增强决策与控制水平，有力地降低由于前期设计给后期制造带来的回溯更改，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最大化。

虚拟制造也可以对想象中的制造活动进行仿真，它不消耗现实资源和能量，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远影响，它的重大作用主要表现为：

●运用软件对制造系统中的五大要素（人、组织管理、物流、信息流、能量流）进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。

●可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。

●在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确作出决策有不可估量的影响。例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测，及时发现问题并改进现实制造过程。

●虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用，虚拟制造也会产生类似的作用。例如：可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。

虚拟制造技术的研究内容是极为广泛的，除了虚拟现实技术涉及的共同性技术外，虚拟制造领域本身的主要研究内容有：

●虚拟制造的理论体系；

●设计信息和生产过程的三维可视化；

●虚拟制造系统的开放式体系结构；

●虚拟产品的装配仿真；

●虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等。

一般来说，虚拟制造的研究都与特定的应用环境和对象相联系，由于应用的不同要求而存在不同的侧重点，因此出现了三个流派，即以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。

虚拟制造技术的广泛应用将从根本上改变现行的制造模式，对相关行业也将产生巨大影响，可以说虚拟制造技术决定着企业的未来，也决定着制造业在竞争中能否立于不败之地。

虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是：当市场新的机遇出......余下全文>>

五：虚拟制造是如何分类的，并分别举出几个典型的虚拟制造软件，及其在企业生产中的应用情况。

虚拟制造系统(Virtual ManufacturingSystem，VMS)是基于虚拟制造技术实现的制造系统，是现实制造系统(Real Manufacturing System)在虚拟环境下的映射。它由虚拟信息系统(Virtual Information System，VIS)和虚拟物理系统(Virtual Physical System，VPS)构成。虚拟信息系统利用计算机信息系统模拟现实信息系统(Real Information System，RIS)的设计、规划、调度、控制、评估等活动。虚拟物理系统利用计算机信息系统模拟现实物理系统(Real Physical System，RPS)的制造过程和制造活动。

以模型为核心：产品模型、过程模型、活动模型、资源模型

产品模型：产品信息在计算机上的表示。

过程模型：设计过程、工艺规划过程、加工制造过程、装配过程、性能分析过程。

活动模型：对企业生产组织和经营活动建立的模型

资源模型：对企业人力、物力建立的模型

以设计为中心：特点：在设计阶段为设计人员提供制造信息使用基于制造的仿真以优化产品和工艺的设计、通过“在计算机上制造”产生多个“软”样机。常应用于造型设计、热力学分析、运动学分析、动力学分析、容差分析、加工过程仿真等领域。

以生产为中心：将仿真能力用于制造过程模型，以便低费用、快速地评价不同的工艺方案，用于资源需求规划、生产计划的产生及评价的环境工厂或产品的物理布局。传统制造：主要考虑空间；虚拟制造：总体协调、优化动态过程, 人、环境、效率、生产计划的编排。

以控制为中心：将仿真加到控制模型和实际处理中可“无缝”地仿真使得实际生产周期期间不间断地优化。

六：虚拟企业的运作模式的几种常见模式，及它们的优缺点

三、虚拟企业运作的几种类型

纵观各国虚拟企业的运作模式，形式很多，但真正运作成功的模式，主要有以下几种类型：

1、虚拟生产。企业只生产产品中最关键的部分，或者提供品牌、设计等，其他生产任务则交给一些专业公司完成，企业把全部精力放在确保和提高自身核心能力之上。例如，与可口可乐公司合作的厂家遍布世界各地，可口可乐保留独特的制作配方，罐装、销售等任务由合作厂商去做。再如，耐克(NIKE)是世界最大的运动鞋品牌，该公司把所有制造业务外包，自己仅仅掌握气垫技术的应用与研究，很不容易被别人复制。

2、企业共生。当几家企业有着共同的需要，出于对技术保密或成本的考虑不愿外包的部分，共同出资建立专业化的厂家来生产，并共同分享利益，负担成本。如为了与欧洲空中客车竞争，美国波音与日本三菱、富士和川琦重工结成国际战略联盟，共同出资40亿美元，开发波音777客机等。

3、策略联盟。它是指几家公司拥有不同的关键资源，而彼此的市场有某一程度的区别，为了彼此的利益，进行策略竞争优势。如微软公司和英特尔公司组成的Wintel联盟是计算机业软、硬件组合的最具垄断策略性的联盟。再以法国的辛普森公司和日本的JVC公司共同生产录像机的联盟为例，JVC公司与辛普森公司两者之间实质是互换技能，辛普森公司需要产品技术和制造技术，而JVC公司需要知道如何在分散的欧洲市场上销售录像机产品，由于两者的优势互补，联盟取得了成功。

4、人员虚拟。人员虚拟指的是企业将外部的智力资源与自身的智力资源相结合以弥补自身智力资源不足的一种管理模式。如乐凯公司聘请麦肯锡、罗兰贝格咨询公司的管理专家为其作战略规划、管理咨询。又如，企业可以不设人力资源部门，对员工的培训可以委托专门的培训机构完成。

5、功能虚拟。功能虚拟指的是企业借助于外部的具有优势的某一方面功能资源与自身资源相结合，以弥补自身的某一方面功能不足的一种管理方法。其形式包括虚拟营销、虚拟储运、虚拟广告设计、虚拟结算和虚拟制造等。如微软、康柏、松下、爱立信等著名厂商进入中国市场都是采用虚拟营销的方式来实现的；全球最大的互联网设备提供商思科系统公司则成功地采用了虚拟结算和虚拟制造系统，使其具有强大的竞争力。

6、品牌虚拟企业。它是指以商品和服务品牌资源为核心，而虚拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。如天津一品科技公司在没有厂房、没有自己的销售网络的情况下，却利用品牌这一利器，虚拟运作，短短2年时间内便使“背背佳”做到了年销售额近3亿元的业绩，名列矫姿产品市场全国第一，“背背佳”也成为全国知名品牌；深圳意丹奴服饰有限公司既不是制造商，也不是批发商，更不是零售商，它只是品牌商，它的工作就是塑造品牌、维护品牌。它通过表象策划、物流系统、训练中心和信息工作4项品牌管理支柱很快地整合了制造商、加盟商，仅用了2年多时间便使200万元的公司资产发展到2亿元。

七：简述何为现代制造技术？其特征有哪些？详细点

.前言 目前，随着电子、信息等高新技术的不断发展及市场需求个性化与多样化，世界各国都把机械制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，将其他学科的高技术成果引入机械制造业中。 因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比，它是基于先进制造技术的现代制造产业。纵观现代机械制造技术的新发展，其重要特征主要体现在它的绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。 1.现代机械制造技术的特征 （1）机械制造科学是由机械、计算机、信息、材料、自动化等学科有机结合而发展起来的一门跨学科的综合科学，它随不同对象和时间而改变功能结构及信息系统。 （2）柔性、集成、并行工作。现代机械制造系统具有多功能性和信息密集性，能够制造生产成本与批量无关的产品，能按订单制造，满足产品的个性要求。 （3）制造智能化。能够代替熟练工人的技艺，具有学习工程技术人员多年实践经验和知识的能力，并用以解决生产实际问题。智能制造系统能发挥人的创造能力和具有人的智能和技能，强调以人为系统的主导者这一总的概念。在智能制造系统中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撑，反过来智能又促进集成水平的提高。 （4）设计与工艺一体化。传统的制造工程设计和工艺分步实施，造成了工艺从属于设计、工艺与设计脱离等现象，影响了制造技术的发展。产品设计往往受到工艺条件的制约，受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，设计与工艺必须密切结合，要以工艺为突破口，形成设计与工艺的一体化。 （5）精密加工技术是关键。精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术水平的重要指标之一。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。 （6）产品生命周期的全过程。现代制造技术是一个从产品概念开始，到产品形成、使用，一直到处理报废的集成活动和系统。在产品的设计中，不仅要进行结构设计、零件设计、装配设计，而且特别强调拆卸设计。使产品报废处理时，能够进行材料的再循环。节约能源，保护环境。 （7）人、组织、技术三结合。现代制造技术强调人的创造性和作用的永恒性，提出了由技术支撑转变为人、组织、技术的集成；强调了经营管理、战略决策的作用。在制造工业战略决策中，提出了市场驱动、需求牵引的概念，强调用户是核心，用户的需求是企业成功的关键，并且强调快速响应市场需求的重要性。 2．现代机械制造技术的内容和发展方向 2.1 绿色制造（GM） 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。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的重要体现。其目标是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的整个过程中努力做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。要力求实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。而干切削和干磨削一般是大气氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过对某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削和干磨削在实际中很难实现，故又出现了使用极微量润滑(MQL)的准干切削。目前，在欧洲的大批量机械加工中，已有10％～15％的加工使用了干切削和准干切削。 2.2 计算机集成制造（CIM） CIM就是通过计算机实现信息集成，实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益，使企业能够持续稳定的发展。随着计算机的普及应用，计算机集成制造已成为规模生产的主要科技，企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑，集成制造主要指......余下全文>>

八：并行工程的本质特点

并行工程具有以下五个方面的特点：1、基于集成制造的并行性。2、并行有序。3、群组协同。4、面向工程的设计。5、计算机仿真技术。 并行工程环境使参与产品开发的每个人都能瞬时地相互交换信息，以克服由于地域、组织不同，产品的复杂化，缺乏互换性的工具等因素造成的各种问题。在开发过程中应以具有柔性和弹性的方法，针对不同的产品开发对象，采用不同的并行工程手法，逐步调整开发环境。并行工程的开发环境主要包括以下几个方面。(1)统一的产品模型，保证产品信息的唯一性，并必须有统一的企业知识库，使小组人员能以同一种“语言”进行协同工作。(2)一套高性能的计算机网络，小组人员能在各自的工作站或微机上进行仿真，或利用各自的系统。(3)一个交互式、良好用户界面的系统集成，有统一的数据库和知识库，使小组人员能同时以不同的角度参与或解决各自设计问题。 并行工程在先进制造技术中具有承上启下的作用，这主要体现在两个方面：1．并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重叠，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、信息技术的优秀成果，使其成为先进制造技术中的基础。2.在并行工程中为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展方向是虚拟制造（VM?/FONT>Virtual Manufacturing）。所谓虚拟制造又叫拟实制造，它利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的 面向制造和装配的产品设计（Design for Manufacturing and Assembly,DFMA）是指在产品设计阶段充分考虑产品的可制造性和可装配性，从而以更短的产品开发周期、更低的产品开发成本和更高的产品开发质量进行产品开发。很显然，要顺利地实施和开展并行工程，离不开面向制造和装配的产品设计，只有从产品设计入手，才能够实现并行工程提高质量、降低成本、缩短开发时间的目的。可以说，面向制造和装配的产品开发是并行工程的核心部分，是并行工程中最关键的技术。掌握了面向制造和装配的产品开发技术，并行工程就成功了一大半。

九：先进制造技术的发展趋势有什么特点

就我自己了解说一点。先进制造技术的发展主要有这么几个方面：

材料。世界范围内来说，这个发展的已经比较成熟，中国的水平还有点差距。主要就是加工件的材料和加工工具的材料，两者必须并行发展，有材料无法加工，或者说可以加工但是加工质量不达标都是不行的。

制造工艺。这个是现在的发展趋势，越是高精尖的加工件，提升空间越大，领域包括航空航天，深海设备，大型工业设备，精密仪器，还有我不想提到的武器等等。制造工艺的不同，加工的效率和质量会有很大的区别。我认识的一个人，现在在做这方面的研究，课题大概是制造工艺对加工件表面应力的影响。现在的加工件不仅仅是要求加工后热处理去除应力了，要求更高了，希望能搞提高制造工艺水平，能在机械 加工中就能减小加工应力。还是前面说的，世界范围内已经比较成熟，但是外来会出现不同 的东西，加工工艺还是得不断的改进提高。