Virtueel produceren uitgelegd: Concepten en principes

Concept van virtuele productie

Virtueel produceren (VM) is de fundamentele realisatie van het werkelijke productieproces op een computer. Het maakt gebruik van computersimulatie en virtuele realiteitstechnologieën, ondersteund door krachtige computers en snelle netwerken. Door samen te werken in een groep gebruikt VM modellen om potentiële problemen met betrekking tot productfunctionaliteit, prestaties en produceerbaarheid te simuleren en te voorspellen.

Het omvat de essentiële processen van productfabricage, waaronder ontwerp, procesplanning, fabricage, prestatieanalyse, kwaliteitsinspectie en procesbeheer en -controle, allemaal gericht op het verbeteren van de besluitvormings- en controlecapaciteiten op elk niveau van het fabricageproces.

Basisprincipes van virtueel produceren

Het Virtual Manufacturing System (VMS) maakt de integratie van alle aspecten van productontwikkeling en productieprocessen mogelijk. Gebaseerd op productiestrategieën van ondernemingen en gebaseerd op informatie en functionele integratie, beheert, controleert en coördineert het het volledige productontwikkelingsproces.

VMS zorgt voor een rationele organisatie en toewijzing van bedrijfsmiddelen, technologie en personeel gedurende de levenscyclus van het product. Het integreert bedrijfsstrategieën, bedrijfsmanagement, technisch ontwerp en productieactiviteiten.

Het maakt ook parallelle verwerking en samenwerking van multidisciplinaire teams in een virtuele omgeving mogelijk, zodat ze zich kunnen aanpassen aan de voortdurend veranderende eisen van de markt en de gebruikers en zo snel mogelijk hoogwaardige, kosteneffectieve producten op de markt en bij de gebruikers kunnen afleveren.

Met VMS kunnen in elk stadium van productontwikkeling, op basis van productvereisten, de structuur, functionaliteit, prestaties, bewerkingen, assemblage, het productieproces en het productieproces van het virtuele productprototype worden gesimuleerd in een virtuele omgeving. Op basis van de methoden, normen en indicatoren van het productevaluatiesysteem kan het productproductieproces worden ontworpen, aangepast en geoptimaliseerd.

Dit verkort de productontwikkelingstijd aanzienlijk en identificeert potentiële problemen in de vroege stadia van de productontwikkeling, zodat ze kunnen worden opgelost voordat de daadwerkelijke productie plaatsvindt. Naarmate het ontwikkelingsproces versnelt, gaat de ontwerpmethode over van een "ontwerp → evalueer → wijzig" cyclus in een seriële werkmodus naar een holistische cyclus gebaseerd op een parallelle werkmodus, waardoor de vergelijking en optimale selectie van meerdere oplossingen wordt vergemakkelijkt.

Sleuteltechnologieën in onderzoek naar virtuele productiesystemen

De theoretische basis en het systeem van Virtual Manufacturing (VM) technologie en Virtual Manufacturing Systems (VMS) zijn nog niet volledig gevormd en bevinden zich momenteel in een fase van onderzoek en exploratie. Het onderzoekswerk omvat de kruising van verschillende disciplines en de integratie van meerdere hightech technologieën, waarbij veel sleuteltechnologieën nog moeten worden onderzocht en opgelost. Deze omvatten:

1) Het theoretische systeem van VMS en onderzoek naar de Open Systeem Architectuur (OSA) van VMS onder een gedistribueerde parallelle verwerkingsomgeving.

2) De technologie van het moedermodel in een virtuele omgeving. Het moedermodel dient als een kern die diensten levert aan alle aspecten van ontwerp, productie en productiebeheer. Het heeft een uniforme gegevensstructuur en een gedistribueerd gegevensbeheersysteem.

Het opgestelde productmodel is een virtueel productmodel met alle eigenschappen en kenmerken van het gerepresenteerde object. Het virtuele product bestaat voordat het in productie wordt genomen, met een duidelijke zichtbaarheid. Het kan verschillende problemen van verschillende productiefasen aan, zoals ontwerpanalyse, verwerking en productie, productieorganisatie en planning, en kan een informatiesysteem tussen vraag en aanbod opzetten.

3) Gedistribueerde intelligente coöperatieve oplossingstechnologie en -systeem voor gedistribueerde parallelle verwerking in een virtuele omgeving, en de theorie en technologie van globale optimale besluitvorming in een virtuele omgeving.

4) Toepassing van virtual reality-technologie om het mens-computer coöperatieve oplossingsmodel in de virtuele omgeving en het virtuele productieproces te realiseren.

5) Het in kaart brengen van echte productiesystemen en VMS, het opzetten van virtuele apparaten, virtuele sensoren, virtuele eenheden, virtuele productielijnen, virtuele werkplaatsen en virtuele fabrieken (bedrijven), en de technologie voor hergebruik en recombinatie van verschillende virtuele apparaten.

6) De architectuur van het geïntegreerde VMS-ontwikkelingsplatform, de onderdelenbibliotheek en de ontwikkelomgeving voor gebruikers.

7) De organisatie-, plannings- en besturingsstrategieën en -technologieën van virtuele bedrijven.

8) Onderzoek en toepassing van uitgebreide visualisatietechnologieën (waaronder computervisualisatietechnologie, virtuele realiteitstechnologie, multimediatechnologie en simulatietechnologie). Momenteel kan technisch onderzoek worden uitgevoerd naar realistische virtuele simulatie van productassemblage, simulatie van productieproductieprocessen en productieschema's, simulatie van numerieke besturingsprocessen, enzovoort.