单元7虚拟制造技术一、虚拟制造技术概述虚拟制造技术是指利用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，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预测产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造的过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检测等，并进行过程管理和控制。虚拟制造技术最终提供的是一个强有力的建模与仿真环境，使得产品规划、设计、制造、装配等均可在计算机上实现，且对涉及生产过程的各个方面（从车间加工到企业经营）提供支持。二、虚拟制造的分类虚拟制造技术要求对整个制造过程进行统一建模，一个广义的制造过程不仅包括设计和制造，还包含对企业生产活动的组织与控制。按照与生产各个阶段的关系，目前一般把虚拟制造划分为三类，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。三种虚拟制造的关系如下图所示。虚拟制造的分类及相互关系1．以设计为中心的虚拟制造以设计为中心的虚拟制造又称“面向设计的虚拟制造”，它把制造信息引入产品设计的全过程，利用仿真技术优化产品设计，从而在设计阶段可以对所设计的零件甚至整机进行可制造性分析。2．以生产为中心的虚拟制造以生产为中心的虚拟制造又称“面向生产的虚拟制造”，它是在生产过程模型中融入仿真技术，以此来评估和优化生产过程，以便低费用、快速地评价不同的工艺方案、资源需求规划和生产计划等。3．以控制为中心的虚拟制造以控制为中心的虚拟制造又称“面向控制的虚拟制造”，它将仿真技术加到控制模型和实际生产过程中，实现虚拟制造系统的组织、调度和控制策略的优化，以及人工现实环境下虚拟制造过程中的人机智能交互与协同，达到优化制造过程目的。三种虚拟制造的侧重点各有不同，如下图所示。虚拟制造的类型及其特点三、虚拟制造的关键技术虚拟制造的关键技术主要有以下几项。1．多通道交互技术。2．虚拟环境建模技术。3．虚拟产品建模技术。4．数据转换与处理技术。5．网络环境下知识获取与建库技术。6．基于VR的计算可视化技术。四、虚拟制造的作用虚拟制造的作用如下。1.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阔的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。2.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。3.虚拟制造与现实制造的相互影响和作用，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确做出决策有不可估量的影响。4.虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。