虛擬制造在當今經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下,制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化,在30~60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益,如:美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進行大批量生產(chǎn);70年代更加重視降低生產(chǎn)成本,如:日本豐田公司采用準時化生產(chǎn);80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標;進入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理,如:精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬制造等,它們各有側重,從不同角度研究如何增強企業(yè)的競爭力。而虛擬制造技術是制造技術與仿真技術相結合的產(chǎn)物。
虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)技術是使用感官組織仿真設備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實,使人能夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?;谔摂M現(xiàn)實技術的虛擬制造(VirtualManufacturing)技術是在一個統(tǒng)一模型之下對設計和制造等過程進行集成,它將與產(chǎn)品制造相關的各種過程與技術集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設計階段,借助建模與仿真技術及時地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設計的影響,預測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地組織生產(chǎn),增強決策與控制水平,有力地降低由于前期設計給后期制造帶來的回溯更改,達到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。
虛擬制造技術將從根本上改變了設計、試制、修改設計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前,首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型(SoftPrototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(HardPrototype)進行試驗,對其性能和可制造性進行預測和評價,從而縮短產(chǎn)品的設計與制造周期,降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,提高系統(tǒng)快速響應市場變化的能力。虛擬企業(yè)是為了快速響應某一市場需求,通過信息高速公路,將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網(wǎng)絡聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟實體。虛擬企業(yè)的特點是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分散性和組織結構上的非永久性,即功能的虛擬化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。
虛擬制造技術的廣泛應用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式,對相關行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響,可以說虛擬制造技術決定著企業(yè)的未來,也決定著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。