虛擬制造在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化和社會(huì)信息化的形勢(shì)下,制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化,在30~60年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益,如:美國(guó)福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn);70年代更加重視降低生產(chǎn)成本,如:日本豐田公司采用準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn);80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標(biāo);進(jìn)入90年代新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及交貨期成為競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理,如:精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬制造等,它們各有側(cè)重,從不同角度研究如何增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。而虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實(shí)或虛幻環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實(shí),使人能夠憑借直覺(jué)作用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?;谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造(VirtualManufacturing)技術(shù)是在一個(gè)統(tǒng)一模型之下對(duì)設(shè)計(jì)和制造等過(guò)程進(jìn)行集成,它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過(guò)程與技術(shù)集成在三維的、動(dòng)態(tài)的仿真真實(shí)過(guò)程的實(shí)體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,借助建模與仿真技術(shù)及時(shí)地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來(lái)制造過(guò)程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響,預(yù)測(cè)、檢測(cè)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn),增強(qiáng)決策與控制水平,有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來(lái)的回溯更改,達(dá)到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。
虛擬制造技術(shù)將從根本上改變了設(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前,首先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型(SoftPrototype)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品(HardPrototype)進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià),從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期,降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本,提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場(chǎng)需求,通過(guò)信息高速公路,將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時(shí)組建成為一個(gè)沒(méi)有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。虛擬企業(yè)的特點(diǎn)是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分散性和組織結(jié)構(gòu)上的非永久性,即功能的虛擬化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。
虛擬制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式,對(duì)相關(guān)行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響,可以說(shuō)虛擬制造技術(shù)決定著企業(yè)的未來(lái),也決定著制造業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中能否立于不敗之地。