基于網絡的虛擬產品開發技術(Network-based Virtual Product Development)
全球化、網絡化和虛擬化已成為制造業發展的重要特征,企業的生產因為有關技術的應用而具有高度的柔性化和快速響應市場的能力。基于網絡的虛擬產品開發技術作為一種先進的產品開發模式,其應用范圍必然會不斷擴大,給更多的企業帶來更大的收益。
1. 基于網絡的虛擬產品開發及其發展趨勢
虛擬現實技術與已經高度發展的CAX(CAD、CAM、CAPP、CAE等)系統的有機結合,為產品的創意、變更以及工藝優化提供虛擬的三維環境。設計人員借助于這樣的虛擬環境可以在產品的設計過程中,以產品的“軟”模型(Soft Prototype)取代實物樣機,通過對模型的模擬測試進行產品評估,以較低的生產成本獲得較高的設計質量,縮短產品的發布周期,提高企業生產效率。而且,有助于萌發新的設計思路。
基于網絡的虛擬產品開發是實際產品開發過程在計算機及計算機網絡上的本質實現,即采用計算機仿真與虛擬現實技術,在計算機網絡上實現群組協同工作,完成產品設計、工藝規劃、加工制造、裝配、性能分析和質量檢驗等。它通過計算機虛擬模型來模擬和預測產品功能、性能及可加工性,設計者在設計的初始階段就能夠在計算機中構造虛擬原型并對此原型進行評價,使得產品開發走出僅依賴于經驗和實驗的狹小天地,發展到全方位預報的新階段,從根本上解決TQCS即時間、質量、成本、服務的難題。虛擬產品開發可狹義地分為虛擬設計和虛擬制造兩部分。
“基于網絡的虛擬產品開發”主要包括:分布式虛擬設計/制造的體系結構、開發平臺、總體設計;虛擬設計;虛擬分析;虛擬裝配;虛擬加工技術;基于物理屬性的虛擬實驗研究;支持虛擬設計/制造的網絡及數據庫支撐環境。
目前,基于網絡的虛擬產品開發呈現出以下發展趨勢:
(1) 數字化 虛擬環境下開發的產品是全數字化的產品;產品的開發過程、測試過程、檢驗過程、制造過程、銷售過程等將告別現在的紙制介質,并與數字化產品信息緊密結合;數字化將是虛擬產品開發技術的重要發展方向,基于數字化虛擬產品技術的各個分支將得到全面的發展。
(2) 集成化 虛擬產品的集成建模技術、虛擬產品開發系統的集成化、虛擬產品設計、測試和制造的集成化等。
(3) 智能化 將人的知識和智能融入到虛擬產品開發技術中,使新產品開發過程實現自動化,將智能化的知識和的數字產品結合起來,使其具有自律、分布、智能、仿生和分形等特點。
(4) 協同化 分布式異地協同虛擬開發將是CAD支撐層的重要發展趨勢。