虚拟制造技术在制造业中的应用

虚拟制造技术在工业发达国家开展得较早，并首先在飞机、汽车、军事等领域获得了成功的应用。虚拟制造在计算机上全面仿真产品从设计到制造和装配的全过程，采用虚拟制造技术可以给企业带来下列效益。

1）提供关键的设计信息和管理策略对生产成本、周期以及生产能力的影响信息，以便正确处理产品性能与制造成本、生产进度和风险之间的平衡，作出正确的设计和管理决策。

2）提高生产过程开发的效率，可以按照产品的特点优化生产系统的设计。

3）通过生产计划的仿真，优化资源的利用，缩短生产周期，实现柔性制造和敏捷制造，降低生产成本。

4）可以根据用户的要求修改产品设计，及时作出报价和保证交货期。

波音公司在研制波音777客机时，全面实现了虚拟制造技术。它采用CATIA软件进行产品的数字化建模，并利用CAE软件对飞机的零部件进行结构性能分析，其产品设计制造工程师在虚拟现实环境中操纵模拟样机，检验产品的各项性能指标。其整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的，其整机实现100%数字化设计，成为世界上首架以三维无纸化方式设计出来的一次研制试飞成功的飞机，而且其开发周期也从过去的8年缩短到了5年，成本降低了25%。(www.xing528.com)

克莱斯勒汽车公司已经实施了产品的虚拟开发，通过使用Pro/E、PGDS和DMAPS等软件，其汽车发动机的设计已经全部实现了数字化，产品开发周期缩短了12个月。

日本、德国、比利时、新加坡等国家也都有相应的科研机构和企业从事虚拟制造技术的研究与应用。

我国成都飞机工业公司研制的超七飞机，全面采用数字化设计，建立了全机结构数字化样机，并实现了并行设计制造和研制流程的数字化管理。利用CATIA、UG等软件对超七飞机230余项零部件进行结构设计、工艺模型设计、数控程序设计、虚拟加工仿真和数控加工。超七飞机从冻结设计状态进入详细设计发图，一直到部件开铆总共约1年时间，这一阶段的研制周期比我国以往研制周期缩短了1/3～1/2。

目前，虚拟制造技术应用效果比较明显的领域有产品外形设计、产品布局设计、产品运动学和动力学仿真、热加工工艺模拟、加工过程仿真、产品装配仿真、虚拟样机与产品工作性能评测、产品广告与漫游、企业生产过程仿真与优化、虚拟企业的可合作性仿真与优化等。