機械工程設(shè)計中的虛擬制造技術(shù)

摘 要：虛擬制造技術(shù)是一項新興的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于我國各行各業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中去，已經(jīng)對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了重要的影響。虛擬制造技術(shù)是通過對現(xiàn)實技術(shù)的模仿而進行作業(yè)的，所以其和現(xiàn)實的生產(chǎn)技術(shù)是相關(guān)聯(lián)的，并且有著共同的特點。但是虛擬制造技術(shù)卻比現(xiàn)實生產(chǎn)技術(shù)更加的方便快捷，而且節(jié)約人力物力等方面的資源。

關(guān)鍵詞：機械工程設(shè)計；虛擬制造技術(shù)；相關(guān)概念；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.053

在機械工程設(shè)計的過程中，現(xiàn)實的生產(chǎn)制造技術(shù)存在著很多的問題。所以理解虛擬制造技術(shù)的相關(guān)概念，并且提出促進虛擬制造技術(shù)在機械工程設(shè)計當(dāng)中的有效措施，就可以促進機械工程設(shè)計的快速發(fā)展。本文筆者就關(guān)于機械工程設(shè)計中的機械工程設(shè)計中的虛擬制造技術(shù)相關(guān)概念和有效地促進其應(yīng)用措施進行研究和分析。

1 虛擬制造技術(shù)

1.1 虛擬制造技術(shù)的特點

虛擬制造技術(shù)是在一個虛擬的環(huán)境下進行的，也就是說，虛擬制造技術(shù)和電子信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)聯(lián)，是由計算機控制進行操作的。這就可以充分體現(xiàn)出虛擬制造技術(shù)具有快捷方便，節(jié)省資源的特點，不用耗費大量的人力物力等資源去進行現(xiàn)實制造。在虛擬制造技術(shù)制造出相關(guān)的實際模型的時候，就可以按照模型進行實際操作。如果在過程中發(fā)現(xiàn)虛擬的模型存在任何問題就可以進行直接的修改，這樣就不會產(chǎn)生很多的麻煩。因為計算機在進行模型數(shù)據(jù)的更改的過程中是很快速便捷的，而且在進行數(shù)據(jù)更改之后就會直接生成一套新的模型。

1.2 虛擬制造技術(shù)過程分析

虛擬制造技術(shù)的過程其實和現(xiàn)實的制造過程是相關(guān)聯(lián)的，也需要設(shè)計人員根據(jù)客戶的需求進行設(shè)計和制作，要采取客戶的建議或者要求。虛擬制造技術(shù)是根據(jù)商品的生命周期進行設(shè)計的，通過設(shè)計人員進行詳細的分析和研究之后才能進一步確定產(chǎn)品的功能和性能。在設(shè)計人員確定好了相關(guān)數(shù)據(jù)之后，就可以進行虛擬建設(shè)。設(shè)計人員將做好的虛擬模型帶給客戶看，如果客戶滿意就可以進行實際操作，如果客戶不滿意就要根據(jù)客戶的要求進行整改，生成一套新的虛擬模型。所以說虛擬制造技術(shù)的整個過程都是與客戶的要求相關(guān)聯(lián)的，而且要求技術(shù)人員在設(shè)計的過程中注重產(chǎn)品的生命周期和其功能和性能的分配。

1.3 虛擬制造技術(shù)的核心技術(shù)

1.3.1 虛擬制造技術(shù)中的建模技術(shù)

虛擬制造技術(shù)是指通過計算機技術(shù)將現(xiàn)實中的機械工程、制造工程的流程反應(yīng)出來，將現(xiàn)實中的制造過程數(shù)字化，信息化，規(guī)模化和計算機化。虛擬制造技術(shù)的建設(shè)過程涉及到三種模型的建立。第一種模型是生產(chǎn)模型。而生產(chǎn)模型主要分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型兩種類型。靜態(tài)模型是指生產(chǎn)模型的性能和功能，動態(tài)模型是指產(chǎn)品所表現(xiàn)出來的生命周期和主要用途。第二就是產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型主要考究的是虛擬制造技術(shù)所產(chǎn)生的模型的外觀。第三種模型就是工藝模型。這種模型是要在用虛擬制造技術(shù)建設(shè)模型的過程當(dāng)中，聯(lián)系各種工藝數(shù)據(jù)，最后將現(xiàn)實中的制造過程映射出來。

1.3.2 虛擬制造技術(shù)中的仿真技術(shù)

虛擬制造技術(shù)的仿真技術(shù)，就是說用虛擬制造技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的疊加，將現(xiàn)實的生產(chǎn)過程，通過數(shù)字化和模型化，最終展示出來。在仿真技術(shù)的支持下，就可以通過對所產(chǎn)生的模型進行各種分析，最后研究出現(xiàn)實當(dāng)中如果建立這種模型是否真實有用。仿真技術(shù)和現(xiàn)實生產(chǎn)是兩種完全分離，并且獨立的生產(chǎn)過程。但是虛擬制造技術(shù)中的仿真技術(shù)會對現(xiàn)實生產(chǎn)過程中實際模型的建立有著指導(dǎo)作用，而且仿真技術(shù)在建設(shè)模型的過程當(dāng)中可以極大限度的利用高效的計算機技術(shù)，節(jié)約了大量的時間和資源，并且可以建設(shè)出比較完善的模型。

1.3.3 虛擬制造技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬制造技術(shù)當(dāng)中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指利用計算機技術(shù)建立虛擬模型。這種虛擬現(xiàn)實的技術(shù)可以通過人機接口或者其他接口形成通道，將虛擬模型和人類的實際感受相連接，就是說現(xiàn)實當(dāng)中的人可以通過一些機器或者接口產(chǎn)生對虛擬模型直觀的體驗和認識。這種感覺就像當(dāng)于是3D技術(shù)感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以極大地利用計算機技術(shù)讓人類體驗?zāi)Ｐ偷男Чo人一種身臨其境的感受。

2 促進機械工程設(shè)計中虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用

2.1 具有強大的通用性和功能性

力學(xué)和多剛體動力學(xué)是虛擬制造與技術(shù)中最基礎(chǔ)的兩項技術(shù)，并且在促進虛擬制造技術(shù)發(fā)展的過程當(dāng)中，發(fā)揮了極大的作用。虛擬制造技術(shù)，最主要的作用就是幫助人類在進行復(fù)雜的機械工程建設(shè)的過程當(dāng)中先進行模型模擬，這樣就可以節(jié)約大量的時間，并且節(jié)約更多的資源。所以虛擬制造技術(shù)的通用性和功能性，就可以在解決復(fù)雜的工程建設(shè)問題的時候發(fā)揮出極大的作用。

2.2 具有高效的數(shù)據(jù)處理能力

數(shù)據(jù)的處理是任何工作中最繁重、最重要的一項工作內(nèi)容。然而虛擬制造技術(shù)，就可以極大地簡化數(shù)據(jù)處理的重任，而且可以進行精細的數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)分析。在進行數(shù)據(jù)處理的過程當(dāng)中，不僅要求其工作人員有較高的職業(yè)素養(yǎng)，還要求相關(guān)的一些機器有著高度的靈敏度和防盜系統(tǒng)。然而虛擬制造技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中可以很好的進行保密和加密工作，而且，在虛擬建設(shè)的過程當(dāng)中，數(shù)據(jù)的使用和調(diào)動是很方便的。

3 小結(jié)

總而言之，虛擬制造技術(shù)在促進制造技術(shù)發(fā)展的過程中具有很重要的作用。虛擬制造是實現(xiàn)實際生產(chǎn)制造的本質(zhì)過程，是一種通過計算機虛擬的各種模型來模擬、預(yù)估產(chǎn)品在功能、性能及可加工性等各方面可能存在的問題，提高經(jīng)營者和制造者的預(yù)測和決策水平，使得制造技術(shù)不再主要依賴于經(jīng)驗，從而使制造業(yè)發(fā)展到了全方位預(yù)報的新階段。在不久的將來，隨著世界和國內(nèi)人士對虛擬制造技術(shù)研究的不斷深入，使其廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代的制造行業(yè)的日子已不再遙遠，終將成為我國乃至世界的知名制造企業(yè)實現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。

參考文獻：

[1]皇甫冬娥.現(xiàn)代機械工程設(shè)計中的虛擬制造技術(shù)探討[J].魅力中國，2016（51）：283.

[2]徐志，汪洪波.現(xiàn)代機械工程設(shè)計中的虛擬制造技術(shù)探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（21）：4121.

[3]陳偉澤.現(xiàn)代機械工程設(shè)計中的虛擬制造技術(shù)探討[J].商品與質(zhì)量，2017（04）：25.

作者簡介：苗壯（1985-），男，黑龍江人，本科，工程師。