虚拟制造系统集成开发平台的体系结构、构件库及用户开发环境。

虚拟环境下分布式并行处理的分布式智能协同求解模型。

虚拟公司的组织、调度及控制策略与技术。

　

3、虚拟制造技术国内外研究概况简介

由于虚拟制造技术具有诱人的应用前景，促使发达国家对其进行深入研究。在美国已形成了由政府、产业界、大学组成的多层次、多方位的综合研究开发力量。由政府支持的研究项目主要有：^【9】

• TEAM(Technologies Enabling Agile Manufacturing ,Dept. of Energy)
• NAMT(National Advanced Manufacturing Testbed)
• SIMA(Advanced Manufacturing Systems and networking Testbed)
• NIIIP(National Industrial Information Infrastructure Protocols ,NIST)
• MAVE(the Metrices for the Agile Virtual Enterprise ,DARPA)
• The JAST(Joint Advanced Strike Technology)
• Fast Track Program(US Air Force)

　

在欧洲，许多大学和研究机构通过相互间的合作并联合企业进行虚拟制造技术的研究工作，例如：由Bath大学进行的A virtual workshop for Design by Manufacturing研究，由Herriot-Watt大学进行的Virtual Manufacturing Group研究等。在日本，已经形成了以大阪大学为中心的研究开发力量，主要进行虚拟制造系统的建模和仿真技术的研究，并开发出了虚拟工厂的构造环境VirtualWorks。

目前，虚拟制造技术已经在国外有所应用，例如：美国Boneing公司设计的一架VS-X虚拟飞机，可用头盔显示器和数据手套进行观察与控制，使飞机设计人员身临其境地观察飞机设计的结果，并对其外观、内部结构及使用性能进行考察；日本Matsushita公司开发的虚拟厨房设备制造系统，允许消费者在购买商品前，在虚拟的厨房环境中体验不同设备的功能，按自己的喜好评价、选择和重组这些设备，他们的选择将被存储并通过网络送至生产部门进行生产；美国Coventry School of Art and Design开发的虚拟原型制作系统，设计者在设计的初始阶段能够在计算机中构造虚拟原型并对此原型进行评价^【7】。

国内的研究刚刚起步，主要集中在三个方面：

（1）产品虚拟设计技术：

主要包括虚拟产品开发平台、虚拟测试、虚拟装配以及机床、模具的虚拟设计实现等。其中清华大学利用美国国家仪器公司的Labview开发平台实现了锁相电路的虚拟，北京机械科学研究院采用C语言和OpenGL进行编程初步实现了立体停车库的虚拟现实下的参数化设计，可以直观地进行车库的布局、设计、分析和运动模拟。

（2）产品虚拟制造技术

主要包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。北航与一汽用OPTRIS开发的板料成型软件已经基本能够模拟类似车门的中等复杂程度的汽车覆盖件和其他冲压成型件的冲压成型过程；沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件包ESRD3D已经应用于水轮发电机变曲面过流部件生产中，其产品在刘家峡、李家峡、天生桥、太平役等7个电站中使用；合肥工业大学研制的双刀架数控车床加工过程模拟软件已经在马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂应用，使数控程序现场调试时间由几个班缩短到几小时，并保证一次试切成功；北京机床研究所、机械科学研究院、东北大学、上海交大和长沙铁道学院等单位也研制出一些这方面的仿真软件。

（3）虚拟制造系统

主要包括虚拟制造技术的体系结构、技术支持、开发策略等。其中提出了比较成熟的思想并可能实现的是由上海同济大学张曙教授提出的分散网络化生产系统和西安交通大学谢友柏院士组建的异地网络化研究中心。

　

4、结束语

虚拟制造是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用，是敏捷制造的核心技术，它的研究在我国刚刚起步，其内涵和研究内容在学术界还不存在统一的看法，本文对它的介绍只能是不全面的，希望能够为我国虚拟制造的发展起到一点抛砖引玉的作用。

　

参考文献

1. IKimura F.: Product and Process Modeling as a Kernel for Virtual Manufacturing Environment. Annals of the CIRP,1993,42(1):147～150
2. Onosato M, Iwata K.: Development of a Virtual Manufacturing System by Integrating Product Models and Factory Models. Annals of the CIRP,1993,42,475～478
3. Iwata K.A.: Modeling and Simulation Architecture for Virtual Manufacturing Systems, Annals of the CIRP,1995,44(1):399～402
4. Wiens G.J. : Overview of Virtual Manufacturing, Proceedings of 2^nd Agile Manufacturing Conference: Albuquerque, New Mexico, USA, March 16～17,1995
5. 张申生：拟实制造与现代仿真技术，系统仿真学报，1995,7（3）18～22
6. 冯晓江译，虚拟制造综述，现代科技译丛，1998,1 7～8
7. 王宏典、张友良，虚拟制造技术及其应用

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