计算机虚拟技术在现代制造业中的应用

2014-04-16樊凌峰湖北工程学院新技术学院信息工程系

经济技术协作信息 2014年11期

关键词：制造业计算机产品

樊凌峰/湖北工程学院新技术学院信息工程系

计算机虚拟技术在现代制造业中的应用

樊凌峰/湖北工程学院新技术学院信息工程系

计算机具有强大信息存储与传递功能，随着信息化时代的发展，计算机的应用领域越来越广泛，现代制造业与我们生活中的日常用品息息相关，制造业主要是加工与装备产品，现代制造业很好的利用了科学技术与信息技术，使得制造业的工作效率大大提高了.

计算机；虚拟制造；技术；现代；制造业

计算机在人们的日常生活与工作中越来越普及，而计算机的虚拟技术可以大大提高计算机的工作效率以及制造业的工作效率，制造业在城市建设中是必不可少的组成部分，它可以提供人们日常所需的产品，但是随着数量越来越多，竞争也愈发激烈，所以，制造业想要提高自己的竞争力，必须不断创新与改进，必须将计算机虚拟技术很好的应用在生产与工作中，中国的经济市场是多元化的，并且随着科技的进步在不断变化，制造业必须具有高瞻远瞩，运用符合高效的、合理的、科学的技术去发展以及面对竞争，下面我们主要介绍下虚拟制造、虚拟制造需要的技术来引出计算机虚拟技术在现代制造业中应用。

一、虚拟制造的定义与意义

计算机在虚拟制造中的用处主要是，产品在实际制造的过程中，把设计、检测等过程可以在计算机中演示一遍，从而对产品的设计研发进行修改与加工，即计算机具有虚拟演示的作用。虚拟制造是采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟制造对产品的设计、定型以及最终完成具有重要作用，但是这些过程必须通过计算的功能展现出来，虚拟过程其实就是模拟一遍，这样可以节约成本，并且可以制造出相对较完美的产品，具有环保性，并且符合可持续发展的要求，经过不断的尝试与经验的积累，制造业的工作人员也可以提升对产品的判断与预测能力，而且可以有效的检测产品的好坏，决定对产品的研发是继续还是舍弃，有效的提高了工作效率，缩短了制造业生产的时间。

二、虚拟制造需要的技术

1.产品主模型技术。主模型是产品制造过程中工作人员设计出的对产品的特定形状与功能等的定义。主模型在产品的生产、设计以及制造过程中都会用到，所以具有极其重要的作用与影响，主模型可以用数字表示，可以用书面的形式清晰的呈现在相关人员的面前，所以可以更好的对其进行修改与完善。

2.综合可视化技术。主要包括多媒体技术、虚拟现实技术、计算机可视化技术以及仿真技术；虚拟制造系统和现实制造系统之间的映射，虚拟工厂、虚拟车间、虚拟生产线、虚拟设备、虚拟单元、虚拟传感器以及其他各种虚拟设备的重组性技术和重用性技术；虚拟制造系统的集成开发平台包括的用户开发环境、体系结构以及构件库等；虚拟公司的技术、调度、组织以及控制策略。

三、计算机虚拟制造技术在制造业中的应用

计算机虚拟技术在现代制造业的应用极其广泛，比如航空航天领域、军事领域等等。国外的很多飞机的设计都是利用了计算机的虚拟技术，因为飞机的制造成本很高，制造的过程不仅非常复杂而且耗时耗力，虚拟技术可以很好的避免这些问题，从飞机的研发设计，以及修改过程等方面都可以很好的进行改善，从而制造出更强大功能的飞机，对军事以及科技领域做出了巨大的贡献。并且国外的一些飞机从设计、装配、检测等过程都是通过计算的虚拟技术做成的，这样使得飞机做成后，在试飞的过程中，非常成功，所以，计算机的虚拟制造技术既缩短了制造的时间，也缩小了制造的经费，而且还保证的产品的质量。下面我们来看一看在制造业中计算机虚拟技术运用比较好的技术是哪些：

1.产品的外形设计。在产品的外形设计过程中，如果使用现实的设计成果，为了节省时间，就不可能设计比较复杂耗时的外形，这样既影响了产品的个性化美观性，也影响了产品的创新性。简单的外形既不能吸引人的眼球，也不能提高设计人员的创造性与创新精神。千篇一律的造型容易使人感到疲乏。而虚拟技术可以用其简单快捷的设计方式，制造出复杂多变的造型形状，并且虚拟技术可以对其设计出的方案随时随地进行修改与检测，具有灵活性，而且省时省力，可以节约成本，被广泛的应用于制造业的加工与配置领域。

2.产品的布局设计。产品的布局设计较为复杂，但是通过虚拟现实技术，可以实现直观性设计，从而避免潜在的不合理问题以及其他干涉。

3.产品的运动和动力学仿真。产品在设计的过程中，必须正确解决运动构件在工作时的所产生的运动协调关系，并完成运动范围的设计，以及潜在的运动干涉检查，还有产品动力学性能、刚度、强度等。

4.热加工工艺模拟。利用物理模拟和数值模拟方法，对金属材料的热成形过程以及材料成形的过程在计算机上进行仿真动态模拟，预测在不同条件下成形的材料的性能、组织和质量，进而实现热成形件的性能与质量的整体优化设计。

5.加工过程仿真。产品设计的加工方法、可加工性、合理性，工艺参数与机床的选用，加工过程中可能会出现的产品加工缺陷等等问题，都需要进行分析、仿真、处理。

6.产品装配仿真。机械产品的可装配性以及配合性是设计人员常会犯错误的地方，由于虚拟制造技术可以在产品的设计阶段就实现产品的装配，因此可以发现装配存在的问题并进行修改，从而保证虚拟样机与产品工作性能评测在虚拟制造中，产品的使用情况也可以进行模拟，因此可以及时发现，存在的问题，并进行修改，以提高产品的一次性试验成功率。