電機模具虛擬制造體系結構及特點

虛擬原型(Virtual Prototype，VP)，亦稱虛擬樣機，是當前網絡時代的一種嶄新的基于集成化產品和過程開發策略的產品開發模式，其是在CAx(如CAD，CAM，CAE)等和DFIX(如DFA、DFM、DFE)等技術基礎上，融合信息技術、先進制造技術和先進仿真技術發展而來，將這些技術應用于產品全生命周期并對它們進行綜合管理。本文建立了一個基web的電機模具虛擬制造體系結構，該體系結構可以由系統結構邏輯圖，系統網絡分布示意圖來表示，該體系結構具有成本低、效率高的特點。

一、電機模具虛擬制造體系結構    

電機模具虛擬制造系統的結構邏輯是由通信網絡平臺和信息資源平臺作為系統的兩個支撐部分，并且，它們連接著企業內部網和外部網，為電機模具虛擬制造系統提供了一個集成的平臺環境，網絡管理系統和數據維護管理系統負責各應用系統和底層支撐平臺之間的網絡通信和數據管理，在應用部分，企業內部和外部通過防火墻相連，具體情況如下：    

1 計算機通信網絡平臺計算機網絡可提供高速、安全，可靠的數據通信服務，實現不同組織機構之間的計算機網絡連接和數據通信，為企業及相關企業提供數據采集和信息查詢訪問接口。    

2 信息資源系統提供產品設計、加工、制造直至產品生命周期各個階段所需的各種元數據支持，主要指各個應用子系統所需的產品和制造資源信息，利用數據庫技術對各應用系統的數據進行統一管理，可以保證數據的一致、有效和安全。    

3 網絡管理系統通過對計算機網絡中的所有    

軟硬件資源和用戶資源進行管理和監控，保證網絡資源得到平衡和充分的利用，同時也是保證網絡安全機制得到貫徹，保證網絡性能和各應用系統的正常運轉的有效方式和手段。    

4 公共信息服務系統面向Internet，向相關單位及公眾提供信息服務，包括電子郵件服務、信息發布、信息查詢和數據共享等。    

5 數據維護管理模塊應用數據庫Web技術的無縫動態連接，以及ODBC等技術，形成基于web站點的綜合信息系統，為各類用戶提供全方位的信息查詢、瀏覽和數據訪問。    

6 防火墻控制內部網和外部網的信息傳遞，監視各信息通道工作情況，并對各類訪問作日志，它與控制各類用戶的用戶認證系統一起構成了企業的信息安全系統。    

7 輔助支持系統提供應用系統所需的各種仿真模型和算法，包括虛擬環境構造定義方法，虛擬產品開發過程模型，虛擬生產控制模型和決策支持模型等。    

8 虛擬電機模具設計系統該部分是包括產品的三維造型和電機模具的設計，采用支持產品創新的虛擬設計方法，利用制造資源信息和工藝知識庫等對電機模具進行可制造性評價。    

9 虛擬電機模具加工包括計算機輔助工藝編制、輔助制造、加工過程仿真等，根據設計系統完成的電機模具模型，進行工藝規程的設計，編寫數控程序，利用加工過程仿真來驗證和修改數控程序，以求實際加工一次成功。    

10 虛擬電機模具生產包括作業計劃安排、生產調度規劃等，充分利用輔助支持系統提供的各種模型和算法，對作業計劃和生產調度等進行仿真優化，以求決策較優。

二、電機模具虛擬制造系統的特性    

根據以上可知虛擬制造系統具有以下特性：    

1 分布性通過Intranet/Internet連接的位于不同網址上的工程人員共享電機模具設計，制造、管理所需的數據、知識和資源信息，使用分布性的工具進行電機模具的開發。    

2 并行性在虛擬環境的分布式特性的支持控制下，由于制造資源共享和開發過程的并發進行，電機模具的制造活動不再是一個嚴格串行的順序過程，而是一個虛擬并行運作的過程。    

3 開放性系統采用Intranet/Imemet結構，是一個開放的網絡結構，能夠非常方便的擴展系統，實現“即插即用”。對于硬件系統，只要符合網絡通信相關協議就可以方便的加入到系統中，對于軟件系統，因本系統采用瀏覽器/服務器結構，底層是數據庫支持系統，所以可以在軟件之間建立標準的數據接口。    

4 人機和諧性虛擬現實技術的額應用很大的增強了人與計算機的交互方式，使人可以沉浸到制造系統的虛擬環境中，強調人在虛擬制造系統運行中作用。

    本文建立的基于Web的電機模具虛擬制造體系結構，由結構邏輯圖、網絡分布示意圖來表示，該體系結構具有分布性、并行性，開放性和人機和諧性。該體系結構采用當前流行的瀏覽器/服務器/數據庫三層結構，可以指導建立一個新型的產品開發環境，為電機模具制造開發的高效，并行提供了有力支持。