虚拟制造技术剖析.ppt

第五章 虚拟制造技术 虚拟现实技术 产品的虚拟原型 虚拟制造技术 虚拟企业 虚拟现实 前言 几种虚拟现实 虚拟现实技术的发展 虚拟现实技术的发展 虚拟现实的定义 虚拟现实的基本特征 虚拟现实分类（1） 虚拟现实分类（2） 虚拟现实分类（3） 虚拟现实系统的主要技术构成 虚拟现实系统的主要技术构成 硬件构成 虚拟现实系统硬件配置示意图： 几种常用的虚拟现实设备： 虚拟现实的应用领域： 虚拟现实的应用领域： 虚拟现实的应用领域： 虚拟现实在教育领域的具体应用 虚拟现实在军事领域的具体应用 虚拟现实在矿业领域的具体应用 虚拟现实在商业领域的具体应用 虚拟现实在房地产领域的具体应用 几个已实现的例子： 国外虚拟现实技术的研究现状 国外虚拟现实技术的研究现状 国内虚拟现实技术的研究现状 推 荐 产品的虚拟原型 虚拟原型(Virtual Prototyping，VP)是利用虚拟环境在可视化方面的强大优势以及可交互地探索虚拟物体的功能，对产品进行几何、功能、制造等方面的缄默与分析。 一个虚拟原型必须能够反映物理原型的特性，包括外观、空间关系以及运动学、动力学等方面。 建立虚拟原型的主要步骤 1 从CAD/CAM模型中取出几何模型； 2 嵌砌—用多面体和多边形逼近几何模型； 3 简化—在不同层面删去不必要的细节； 4 虚拟原型编辑—着色、材料特性渲染、光照渲染等； 5特征轮廓粘贴，以更好地表达某些细节； 6 增加周围环境和其他要素的几何模型； 7 添加操纵功能和性能。 虚拟原型应用实例 汽车设计及汽车性能试验 道路虚拟 飞机设计 美国波音(Boeing)公司在777新型客机机型设计过程中，利用VMT和三维模型进行管道布线等复杂装配过程的模拟获得成功。 美国波音公司投资40亿美元研制波音777喷气式客机，从1990年10月开始到1994年6月仅用了3年零8个月时间就完成了研制，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777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。 虚拟制造技术 虚拟制造(VM：Virtual Manufacturing)是对真实产品制造的动态模拟，是一种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。 它具有建模和仿真环境，使产品从生产过程、工艺计划、调度计划、后勤供应以及财会、采购和管理等一种集成的、综合的制造环境，在真实产品的制造活动之前，就能预测产品的功能以及制造系统状态，从而可以作出前瞻性的决策和优化实施方案。 虚拟制造技术 虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持。虚拟制造技术涉及面很广，诸如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交驻功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。 虚拟制造的分类 以设计为中心的虚拟制造 为设计师提供设计工具和环境，以设计出符合标准的产品。 以生产为中心的虚拟制造 为工艺工程师提供虚拟的制造车间现场环境和设备，使其可分析改进生产计划和生产工艺，验证CNC程序及物流控制。 虚拟制造的分类 以控制为中心的虚拟制造 提供从设计到制造一体化的虚拟环境，允许评价产品的设计、生产计划和控制策略，并提供在虚拟过程中改进的手段。 虚拟制造的体系 虚拟加工平台 虚拟生产平台 虚拟企业平台 虚拟加工平台 基于产品技术复合化的产品设计和分析 基于仿真的零部件制造设计与分析 基于仿真的制造过程碰撞干涉检验 材料加工成型仿真 产品虚拟装配 虚拟生产平台 虚拟生产环境 虚拟设备集成 虚拟计划与调度 虚拟企业平台 虚拟企业协同工作环境 基于PDM的虚拟制造平台集成 支持虚拟制造的产品数据模型 基于产品数据管理PDM的虚拟制造集成技术 基于PDM的产品开发过程集成 虚拟制造的核心技术 虚拟现实技术 建模技术 仿真技术 建模技术 虚拟制造系统VMS (Virtual Manufacturing System)是现实制造系统RMS (Real Manufacturing System)在虚拟环境下的映射，是RMS的模型化、形式化和计算机化的抽象描述和表示。VMS的建模应包括： 生产模型 产品模型 工艺模型 生产模型— 可归纳为静态描述和动态描述两个方面。静态描述是指系统生产能力和生产特性的描述。动态描述是指在已知系统状态和需求特性的基础上预测产品生产的全过程。 产品模型—是制造过程中，各类实体对象模型的集合。目前产品模型描述的信息有产品结构明细表、产品形状特征等静态信息。 工艺模型—将工艺参数与影响制造