引言 

　　進(jìn)入20世紀(jì)90年代, 世界制造業(yè)競爭不斷加劇, 使得當(dāng)前制造業(yè)面臨著極大的挑戰(zhàn)。這一挑戰(zhàn)主要來源于市場和技術(shù)兩個方面。面對這種挑戰(zhàn), 新的制造技術(shù)的不斷發(fā)展和相互滲透, 使得整個制造業(yè)出現(xiàn)了第二次生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。虛擬制造 技術(shù)(VMT)是一種先進(jìn)的新一代制造技術(shù), 它可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)百览、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟(jì)地組織方式拔泪。推動VMT在模具制造業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用是我們的任務(wù)所在笑杯。   

　　 1．模具行業(yè)存在問題和現(xiàn)實(shí)性要求 

　　現(xiàn)代化模具制造加工業(yè), 應(yīng)是以面向全球市場需求為特點(diǎn), 以應(yīng)用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效谍臀、低費(fèi)用的產(chǎn)品生產(chǎn)作為國際市場共同追求的目標(biāo)辱得。而傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)和制造大都憑借經(jīng)驗(yàn)或者使用引進(jìn)的或自己研制的CAD/CAM軟件來實(shí)現(xiàn), 整個過程是長期的、高費(fèi)用的和低效率的抡杈。存在著諸多弊端: (1)設(shè)計(jì)科學(xué)性差, 對經(jīng)驗(yàn)的依賴性強(qiáng), 模具的試制周期漫長, 再設(shè)計(jì)的可能性加大, 從而導(dǎo)致模具的總成本增高擂冷。(2)市場需求分析,模具設(shè)計(jì)、制造和產(chǎn)品加工獨(dú)立分化曹略。生產(chǎn)管理沒有全局的觀念砂裹。對項(xiàng)目往往缺乏可行性和經(jīng)濟(jì)效益評估, 不能積極關(guān)注全球市場的需求動態(tài)。(3)雖采用了一些先進(jìn)的CAD/CAE/ CAM等技術(shù), 但在總體管理上, 整個運(yùn)轉(zhuǎn)過程是串行的而非并行的踢故。(4)自行開發(fā)新系統(tǒng), 需要很大的時間和精力, 且實(shí)用化和商品化并不理想; 購置一些成熟的軟件需要花費(fèi)較大的前期投資和后期的維護(hù)資金文黎。這些弊端是制約模具行業(yè)發(fā)展和繁榮的主要原因, 因此, 也就不能適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)中要求柔性化、快捷殿较、低成本及高質(zhì)量的要求耸峭。

　　 因而, 提出了對模具行業(yè)現(xiàn)實(shí)性的要求。模具行業(yè)不僅要在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)上要過關(guān), 而且還要對用戶的需求能夠做出快速響應(yīng), 只有顯著地縮短整個模具的開發(fā)周期, 降低其制造成本, 才能快速占領(lǐng)市場淋纲。滿足這一要求的方法之一就是探討實(shí)現(xiàn)這樣的一個VMT系統(tǒng), 利用最優(yōu)的CAD劳闹、CAE或CAM或它們的組合技術(shù)來對整體項(xiàng)目提供有力的決策和技術(shù)支持, 以實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化, 最終贏得市場。解決方法就是動態(tài)地集成分散在全球各個地域的硬件和軟件技術(shù)優(yōu)勢洽瞬。這種集成與常規(guī)的集成技術(shù)是不同的, 它是虛擬的, 僅由一個虛擬公司控制本涕。它是并行工程思想與先進(jìn)制造技術(shù)的綜合體現(xiàn)。將VMT思想引入并應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)伙窃、分析和制造中, 對解決上述問題, 實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步, 提高經(jīng)濟(jì)效益和增強(qiáng)企業(yè)競爭能力是極有效的手段, 也是二十一世紀(jì)最有生機(jī)的新型市場經(jīng)營的方式之一菩颖。

　　2．VC3系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)框架的構(gòu)造

　　通過上述分析研究, 本文提出一種虛擬模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的思想, 即VC3(VIRTUAL CAD/CAE/CAM), 這里, C3指CAD、CAE为障、CAM三項(xiàng)晦闰。VC3系統(tǒng)包括了內(nèi)層的核心數(shù)據(jù)倉庫即數(shù)據(jù)庫和知識庫及其管理系統(tǒng)、應(yīng)用專家系統(tǒng), 它是一個緊密型的結(jié)構(gòu), 由虛擬公司的總監(jiān)理控制, 各個專家系統(tǒng)通過共享數(shù)據(jù)倉庫中的信息進(jìn)行實(shí)時在線(real-time on line)決策支持, 總監(jiān)理對這些決策有最終的審計(jì)決策權(quán); 外層虛擬系統(tǒng)由模具CAD鳍怨、CAE和CAM系統(tǒng), 經(jīng)濟(jì)技術(shù)咨詢系統(tǒng)散烂、質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)和銷售服務(wù)系統(tǒng)等一些子系統(tǒng)組成, 但這是一個松散的結(jié)構(gòu)體系, 依項(xiàng)目的要求而定; 內(nèi)外層通過網(wǎng)絡(luò)連接,依靠強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息的交換, 除了銷售服務(wù)系統(tǒng)直接歸虛擬公司總監(jiān)理負(fù)責(zé)外, 其它系統(tǒng)均由各個專家系統(tǒng)的專家負(fù)責(zé)。整個系統(tǒng)運(yùn)行是并行的。

　　3．VC3系統(tǒng)環(huán)境技術(shù)分析

　　現(xiàn)代企業(yè)的共同特點(diǎn)是及時引進(jìn)最新的科學(xué)技術(shù)成果, 改進(jìn)現(xiàn)有的工藝方法, 以便能夠進(jìn)一步高效低成本地組織生產(chǎn)变钙。特別是面向市場經(jīng)濟(jì)以后,虛擬模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是集成技術(shù)的虛擬實(shí)現(xiàn)衙地。其思想和技術(shù)基礎(chǔ)是利用了敏捷制造AM技術(shù)的“競爭--合作/合同”機(jī)制, 組建虛擬公司, 發(fā)揮局部特長; 并行工程CE的同步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、加工啸业、核算和管理的一體化的思想; 專家系統(tǒng)ES實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域知識與復(fù)雜問題的求解評價和建議以及利用網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)的管理系統(tǒng)NT-MS實(shí)現(xiàn)虛擬集成技術(shù)。

　　目前國內(nèi)外一些大的研究機(jī)構(gòu)可用于模具設(shè)計(jì)夷著、制造和分析的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)還是較多的宿柜、較成熟的。充分利用這些軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢, 發(fā)揮各自的特長為VC3系統(tǒng)服務(wù)望星。

　　虛擬系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的日常管理必須適應(yīng)一個規(guī)模和類型都在不斷變化的環(huán)境, 因此, 要求網(wǎng)絡(luò)必須是具有最先進(jìn)的技術(shù)服務(wù)支持和良好的安全保密性霹补。目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在飛速發(fā)展和不斷成熟并得到廣泛的應(yīng)用，因此, 對實(shí)施VC3系統(tǒng)有絕對的支撐能力浸萤。根據(jù)虛擬系統(tǒng)的要求, 建議: (1)整體系統(tǒng)采用廣域網(wǎng)如Internet網(wǎng), 各個子系統(tǒng)采用局域網(wǎng)或自定義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境; (2)在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接上, 應(yīng)該優(yōu)先選用集成型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)構(gòu), 以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能和柔性; (3)在網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)方面, 應(yīng)采用最新的ATM技術(shù)確定網(wǎng)絡(luò)傳輸模式, 它能以完善的端到端協(xié)議將局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)結(jié)合起來十匆。(4)在網(wǎng)絡(luò)安全性方面, 整體系統(tǒng)應(yīng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議; 企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)安全措施可以采用網(wǎng)絡(luò)路由器或Intranet的防火墻技術(shù); (5)在CAD/CAM制造信息交換方面, 企業(yè)內(nèi)通信聯(lián)網(wǎng)采用MAP/TOP工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

　　在大量網(wǎng)上信息處理過程中, 不僅要保證方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)行存取顷锰、管理和協(xié)調(diào), 最關(guān)鍵的還是要能夠?yàn)橛脩籼峁Q策支持柬赐。對生產(chǎn)廠家而言, 通過應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫而得到產(chǎn)品的各種需求信息, 將是完成數(shù)據(jù)采集、技術(shù)集成和提高效率最有效的方法官紫。數(shù)據(jù)倉庫是動態(tài)的“信息處理工廠”肛宋。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)已有較成熟的支撐工具如智能代理工具(Intelligent Agent)和多維分析工具(MDA)。對數(shù)據(jù)倉庫信息存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析, VC3應(yīng)采用層次關(guān)系存儲數(shù)據(jù)束世。

　　在系統(tǒng)環(huán)境管理方面, 整個系統(tǒng)有一個共享的數(shù)據(jù)庫和知識庫; 由總監(jiān)理協(xié)調(diào)各個專家的工作, 當(dāng)有項(xiàng)目時, 形成一個公司; 當(dāng)沒有項(xiàng)目時, 這個公司就不存在酝陈。因此, 總監(jiān)理的任務(wù)就是向各個專家進(jìn)行咨詢, 分配和協(xié)調(diào)工作任務(wù), 信息總負(fù)責(zé); 要全權(quán)掌握好自己所擁有的信息管理系統(tǒng)。虛擬系統(tǒng)與傳統(tǒng)方法表現(xiàn)最不同之處就是真正的實(shí)施手段及相關(guān)軟件掌握在不同的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)上而不是在虛擬公司自己手中, 因此, 虛擬公司只有借之使用權(quán)而無擁有權(quán)毁涉。但是, 在一個良好的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上, 總監(jiān)理及其下面的專家們對網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)系統(tǒng)需求的數(shù)據(jù)和傳輸來去的信息與數(shù)據(jù)有絕對的支配權(quán)沉帮。靠良好信任度的網(wǎng)絡(luò)合同協(xié)議相互之間進(jìn)行遠(yuǎn)程合作, 可以保證最優(yōu)贫堰、最快穆壕、費(fèi)用最合適地完成各個子功能。各個子系統(tǒng)之間不能互相聯(lián)絡(luò), 要有絕對地保障絕密的管理程序其屏。

　　4．結(jié)論   

　　VC3思想是敏捷制造技術(shù)粱檀、并行工程、專家系統(tǒng)漫玄、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及先進(jìn)的管理技術(shù)的綜合體現(xiàn)牙饲。該系統(tǒng)的核心在于集成, 實(shí)現(xiàn)方式采用虛擬手段。該虛擬系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn), 有助于整個模具制造業(yè)找到一個新的應(yīng)用發(fā)展突破點(diǎn), 真正體現(xiàn)高速猬笑、高效舀鼎、高質(zhì)的優(yōu)勢。通過實(shí)施VC3技術(shù), 預(yù)計(jì)產(chǎn)生的效益將是巨大的, 有著目前其它模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)越性≡吧＃可以預(yù)見, 這樣的系統(tǒng)在不久的未來實(shí)現(xiàn)是必然的麦咪。而且隨著技術(shù)的成熟, 模具加工業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)也會隨之實(shí)現(xiàn)∷耍基于虛擬系統(tǒng)的模具業(yè), 將是21世紀(jì)市場上一種較好的娄勒、較快的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的運(yùn)營方式, 可大大減低新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險, 提高經(jīng)濟(jì)效益, 最終使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

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