Die virtuelle Fertigung (VM) ist die grundlegende Umsetzung des tatsächlichen Fertigungsprozesses auf einem Computer. Sie nutzt die Technologien der Computersimulation und der virtuellen Realität, unterstützt durch Hochleistungsrechner und Hochgeschwindigkeitsnetze. Durch den Einsatz von Gruppenarbeit nutzt VM Modelle zur Simulation und Vorhersage potenzieller Probleme in Bezug auf Produktfunktionalität, Leistung und Herstellbarkeit.
Es umfasst die wesentlichen Prozesse der Produktherstellung, einschließlich Entwurf, Prozessplanung, Fertigung, Leistungsanalyse, Qualitätsprüfung sowie Prozessmanagement und -kontrolle, die alle darauf abzielen, die Entscheidungs- und Kontrollmöglichkeiten auf jeder Ebene des Herstellungsprozesses zu verbessern.
Das Virtual Manufacturing System (VMS) ermöglicht die Integration aller Aspekte der Produktentwicklung und der Fertigungsprozesse. Basierend auf den Fertigungsstrategien der Unternehmen und auf der Grundlage der Informations- und Funktionsintegration verwaltet, steuert und koordiniert es den gesamten Produktentwicklungsprozess.
VMS gewährleistet eine rationelle Organisation und Zuweisung von Unternehmensressourcen, Technologie und Personal während des gesamten Lebenszyklus eines Produkts. Es integriert Geschäftsstrategien, Unternehmensmanagement, technisches Design und Produktionsaktivitäten.
Es erleichtert auch die parallele Verarbeitung und die Zusammenarbeit multidisziplinärer Teams in einer virtuellen Umgebung, die Anpassung an sich ständig ändernde Markt- und Nutzeranforderungen und die schnellstmögliche Bereitstellung hochwertiger, kostengünstiger Produkte für den Markt und die Nutzer.
Mit Hilfe von VMS können in jeder Phase der Produktentwicklung entsprechend den Produktanforderungen Struktur, Funktionalität, Leistung, Bearbeitung, Montage, Fertigungsprozess und Produktionsprozess des virtuellen Produktprototyps in einer virtuellen Umgebung simuliert werden. Auf der Grundlage der Methoden, Standards und Indikatoren des Produktbewertungssystems kann der Produktherstellungsprozess entworfen, geändert und optimiert werden.
Dadurch wird die Produktentwicklungszeit erheblich verkürzt und potenzielle Probleme werden bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung erkannt und vor der eigentlichen Fertigung gelöst. Mit der Beschleunigung des Entwicklungsprozesses geht die Entwurfsmethode von einem "Entwerfen → Bewerten → Ändern"-Zyklus in einem seriellen Arbeitsmodus zu einem ganzheitlichen Zyklus auf der Grundlage eines parallelen Arbeitsmodus über und erleichtert so den Vergleich und die optimale Auswahl mehrerer Lösungen.
Die theoretischen Grundlagen und das System der Technologie der virtuellen Fertigung (VM) und der virtuellen Fertigungssysteme (VMS) sind noch nicht vollständig ausgebildet und befinden sich derzeit in einer Phase der Forschung und Erkundung. Die Forschungsarbeit umfasst die Überschneidung verschiedener Disziplinen und die Integration mehrerer Hochtechnologien, wobei viele Schlüsseltechnologien noch erforscht und gelöst werden müssen. Dazu gehören:
1) Das theoretische System von VMS und die Erforschung der offenen Systemarchitektur (OSA) von VMS in einer verteilten Parallelverarbeitungsumgebung.
2) Die Technologie des Urmodells in einer virtuellen Umgebung. Das Mastermodell dient als Kernstück, das Dienste für alle Aspekte des Entwurfs-, Herstellungs- und Produktionsmanagements bereitstellt. Es hat eine einheitliche Datenstruktur und ein verteiltes Datenverwaltungssystem.
Das Produktmodell, das es erstellt, ist ein virtuelles Produktmodell mit allen Eigenschaften und Merkmalen des dargestellten Objekts. Das virtuelle Produkt existiert, bevor es in die Produktion geht, mit klarer Sichtbarkeit. Es ist in der Lage, verschiedene Probleme zu lösen, mit denen die verschiedenen Produktionsstufen konfrontiert sind, wie z. B. Entwurfsanalyse, Verarbeitung und Herstellung, Produktionsorganisation und -planung, und es kann ein Informationssystem zwischen Angebot und Nachfrage aufbauen.
3) Verteilte intelligente kooperative Lösungstechnologie und System für verteilte parallele Verarbeitung in einer virtuellen Umgebung und die Theorie und Technologie der globalen optimalen Entscheidungsfindung in einer virtuellen Umgebung.
4) Anwendung der Virtual-Reality-Technologie zur Realisierung des kooperativen Lösungsmodells zwischen Mensch und Computer in der virtuellen Umgebung und im virtuellen Fertigungsprozess.
5) Das Mapping zwischen realen Fertigungssystemen und VMS, die Einrichtung virtueller Geräte, virtueller Sensoren, virtueller Einheiten, virtueller Produktionslinien, virtueller Werkstätten und virtueller Fabriken (Unternehmen) sowie die Technologie der Wiederverwendung und Rekombination verschiedener virtueller Geräte.
6) Die Architektur der integrierten VMS-Entwicklungsplattform, der Komponentenbibliothek und der Benutzerentwicklungsumgebung.
7) Die Organisations-, Planungs- und Kontrollstrategien und -technologien von virtuellen Unternehmen.
8) Forschung und Anwendung umfassender Visualisierungstechnologien (einschließlich Computervisualisierungstechnologie, Virtual-Reality-Technologie, Multimediatechnologie und Simulationstechnologie). Derzeit kann die technische Forschung auf realistische virtuelle Produkt-Montage-Simulation, Produktion Fertigungsprozess und Produktionsplanung Simulation, numerische Steuerung Prozess-Simulation, und mehr durchgeführt werden.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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