실제 프로토타입을 제작하기 전에 컴퓨터로 제품을 만들고 완성한다고 상상해 보세요. 가상 제조는 컴퓨터 시뮬레이션과 가상 현실을 활용하여 잠재적인 문제를 예측하고 해결함으로써 이를 가능하게 합니다. 이 문서에서는 가상 제조의 개념과 원리를 살펴보고, 설계부터 생산까지 제품 개발의 모든 단계를 통합하는 방법을 설명합니다. 이 글을 읽고 나면 이 혁신적인 접근 방식이 어떻게 시간을 절약하고 비용을 절감하며 제품 품질을 개선하여 제조 프로세스 관리 방식을 혁신하는지 이해할 수 있을 것입니다.
가상 제조(VM)는 실제 제조 공정을 컴퓨터에서 근본적으로 구현하는 것입니다. 고성능 컴퓨터와 고속 네트워크의 지원을 받아 컴퓨터 시뮬레이션과 가상 현실 기술을 활용합니다. VM은 협업 그룹 작업을 통해 모델을 사용하여 제품 기능, 성능 및 제조 가능성과 관련된 잠재적 문제를 시뮬레이션하고 예측합니다.
설계, 공정 계획, 제작, 성능 분석, 품질 검사, 공정 관리 및 제어 등 제품 제조의 필수 프로세스를 구현하여 제조 공정의 모든 수준에서 의사 결정 및 제어 기능을 향상하는 것을 목표로 합니다.
가상 제조 시스템(VMS)은 제품 개발 및 제조 프로세스의 모든 측면을 통합할 수 있도록 지원합니다. 기업의 제조 전략을 기반으로 정보 및 기능 통합을 기반으로 전체 제품 개발 프로세스를 관리, 제어 및 조정합니다.
VMS는 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 기업 리소스, 기술, 인력을 합리적으로 조직하고 할당할 수 있도록 지원합니다. 비즈니스 전략, 기업 관리, 엔지니어링 설계, 생산 활동을 통합합니다.
또한 가상 환경에서 여러 분야 팀의 병렬 처리 및 공동 작업을 용이하게 하여 끊임없이 변화하는 시장과 사용자의 요구에 적응하고 고품질의 비용 효율적인 제품을 가장 빠른 속도로 시장과 사용자에게 제공합니다.
VMS를 활용하면 제품 개발의 모든 단계에서 제품 요구 사항에 따라 가상 제품 프로토타입의 구조, 기능, 성능, 가공, 조립, 제조 공정 및 생산 공정을 가상 환경에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 제품 평가 시스템의 방법, 표준 및 지표를 기반으로 제품 제조 프로세스를 설계, 수정 및 최적화할 수 있습니다.
이를 통해 제품 개발 시간을 크게 단축하고 제품 개발 초기 단계에서 잠재적인 문제를 파악하여 실제 제조 전에 해결할 수 있습니다. 개발 프로세스가 가속화됨에 따라 설계 방식이 직렬 작업 모드의 '설계 → 평가 → 수정' 사이클에서 병렬 작업 모드 기반의 전체적 주기로 전환되어 여러 솔루션을 비교하고 최적으로 선택할 수 있게 됩니다.
가상 제조(VM) 기술과 가상 제조 시스템(VMS)의 이론적 기반과 시스템은 아직 완전히 형성되지 않았으며 현재 연구 및 탐색 단계에 있습니다. 이 연구 작업에는 다양한 분야의 교차점과 여러 첨단 기술의 통합이 포함되며, 아직 연구와 해결이 필요한 핵심 기술이 많이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
1) 분산 병렬 처리 환경에서의 VMS의 이론적 체계와 VMS의 개방형 시스템 아키텍처(OSA)에 대한 연구.
2) 가상 환경에서의 마스터 모델 기술. 마스터 모델은 설계, 제조 및 생산 관리의 모든 측면에 서비스를 제공하는 핵심 역할을 합니다. 통합 데이터 구조와 분산 데이터 관리 시스템을 갖추고 있습니다.
이렇게 설정된 제품 모델은 표현된 객체의 모든 속성과 특성을 갖춘 가상 제품 모델입니다. 가상의 제품은 생산에 투입되기 전에 존재하며 명확한 가시성을 제공합니다. 설계 분석, 가공 및 제조, 생산 조직 및 스케줄링 등 여러 생산 단계에서 직면하는 다양한 문제를 처리하고 수요와 공급 간의 정보 체계를 구축할 수 있습니다.
3) 가상 환경에서의 분산 병렬 처리를 위한 분산 지능형 협동 솔루션 기술 및 시스템, 가상 환경에서의 글로벌 최적 의사 결정 이론 및 기술.
4) 가상현실 기술을 적용하여 가상 환경 및 가상 제조 공정에서 인간과 컴퓨터의 협력 솔루션 모델을 구현합니다.
5) 실제 제조 시스템과 VMS 간의 매핑, 가상 장치, 가상 센서, 가상 유닛, 가상 생산 라인, 가상 작업장 및 가상 공장(기업) 구축, 다양한 가상 장치의 재사용 및 재결합 기술.
6) VMS 통합 개발 플랫폼, 컴포넌트 라이브러리 및 사용자 개발 환경의 아키텍처.
7) 가상 회사의 조직, 일정, 통제 전략 및 기술.
8) 종합적인 시각화 기술(컴퓨터 시각화 기술, 가상현실 기술, 멀티미디어 기술, 시뮬레이션 기술 포함)의 연구 및 응용. 현재 실감나는 가상 제품 조립 시뮬레이션, 생산 제조 공정 및 생산 스케줄링 시뮬레이션, 수치 제어 가공 공정 시뮬레이션 등에 대한 기술 연구를 수행할 수 있습니다.