電機模具虛擬制造體系結(jié)構(gòu)及特點

虛擬原型(Virtual Prototype，VP)，亦稱虛擬樣機，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)時代的一種嶄新的基于集成化產(chǎn)品和過程開發(fā)策略的產(chǎn)品開發(fā)模式，其是在CAx(如CAD，CAM，CAE)等和DFIX(如DFA、DFM、DFE)等技術(shù)基礎(chǔ)上，融合信息技術(shù)、先進制造技術(shù)和先進仿真技術(shù)發(fā)展而來，將這些技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品全生命周期并對它們進行綜合管理。本文建立了一個基web的電機模具虛擬制造體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)可以由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)邏輯圖，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布示意圖來表示，該體系結(jié)構(gòu)具有成本低、效率高的特點。

一、電機模具虛擬制造體系結(jié)構(gòu)    

電機模具虛擬制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)邏輯是由通信網(wǎng)絡(luò)平臺和信息資源平臺作為系統(tǒng)的兩個支撐部分，并且，它們連接著企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)，為電機模具虛擬制造系統(tǒng)提供了一個集成的平臺環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)維護管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)各應(yīng)用系統(tǒng)和底層支撐平臺之間的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)管理，在應(yīng)用部分，企業(yè)內(nèi)部和外部通過防火墻相連，具體情況如下：    

1 計算機通信網(wǎng)絡(luò)平臺計算機網(wǎng)絡(luò)可提供高速、安全，可靠的數(shù)據(jù)通信服務(wù)，實現(xiàn)不同組織機構(gòu)之間的計算機網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)通信，為企業(yè)及相關(guān)企業(yè)提供數(shù)據(jù)采集和信息查詢訪問接口。    

2 信息資源系統(tǒng)提供產(chǎn)品設(shè)計、加工、制造直至產(chǎn)品生命周期各個階段所需的各種元數(shù)據(jù)支持，主要指各個應(yīng)用子系統(tǒng)所需的產(chǎn)品和制造資源信息，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，可以保證數(shù)據(jù)的一致、有效和安全。    

3 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過對計算機網(wǎng)絡(luò)中的所有    

軟硬件資源和用戶資源進行管理和監(jiān)控，保證網(wǎng)絡(luò)資源得到平衡和充分的利用，同時也是保證網(wǎng)絡(luò)安全機制得到貫徹，保證網(wǎng)絡(luò)性能和各應(yīng)用系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)的有效方式和手段。    

4 公共信息服務(wù)系統(tǒng)面向Internet，向相關(guān)單位及公眾提供信息服務(wù)，包括電子郵件服務(wù)、信息發(fā)布、信息查詢和數(shù)據(jù)共享等。    

5 數(shù)據(jù)維護管理模塊應(yīng)用數(shù)據(jù)庫Web技術(shù)的無縫動態(tài)連接，以及ODBC等技術(shù)，形成基于web站點的綜合信息系統(tǒng)，為各類用戶提供全方位的信息查詢、瀏覽和數(shù)據(jù)訪問。    

6 防火墻控制內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)的信息傳遞，監(jiān)視各信息通道工作情況，并對各類訪問作日志，它與控制各類用戶的用戶認(rèn)證系統(tǒng)一起構(gòu)成了企業(yè)的信息安全系統(tǒng)。    

7 輔助支持系統(tǒng)提供應(yīng)用系統(tǒng)所需的各種仿真模型和算法，包括虛擬環(huán)境構(gòu)造定義方法，虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程模型，虛擬生產(chǎn)控制模型和決策支持模型等。    

8 虛擬電機模具設(shè)計系統(tǒng)該部分是包括產(chǎn)品的三維造型和電機模具的設(shè)計，采用支持產(chǎn)品創(chuàng)新的虛擬設(shè)計方法，利用制造資源信息和工藝知識庫等對電機模具進行可制造性評價。    

9 虛擬電機模具加工包括計算機輔助工藝編制、輔助制造、加工過程仿真等，根據(jù)設(shè)計系統(tǒng)完成的電機模具模型，進行工藝規(guī)程的設(shè)計，編寫數(shù)控程序，利用加工過程仿真來驗證和修改數(shù)控程序，以求實際加工一次成功。    

10 虛擬電機模具生產(chǎn)包括作業(yè)計劃安排、生產(chǎn)調(diào)度規(guī)劃等，充分利用輔助支持系統(tǒng)提供的各種模型和算法，對作業(yè)計劃和生產(chǎn)調(diào)度等進行仿真優(yōu)化，以求決策較優(yōu)。

二、電機模具虛擬制造系統(tǒng)的特性    

根據(jù)以上可知虛擬制造系統(tǒng)具有以下特性：    

1 分布性通過Intranet/Internet連接的位于不同網(wǎng)址上的工程人員共享電機模具設(shè)計，制造、管理所需的數(shù)據(jù)、知識和資源信息，使用分布性的工具進行電機模具的開發(fā)。    

2 并行性在虛擬環(huán)境的分布式特性的支持控制下，由于制造資源共享和開發(fā)過程的并發(fā)進行，電機模具的制造活動不再是一個嚴(yán)格串行的順序過程，而是一個虛擬并行運作的過程。    

3 開放性系統(tǒng)采用Intranet/Imemet結(jié)構(gòu)，是一個開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠非常方便的擴展系統(tǒng)，實現(xiàn)“即插即用”。對于硬件系統(tǒng)，只要符合網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)協(xié)議就可以方便的加入到系統(tǒng)中，對于軟件系統(tǒng)，因本系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，底層是數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)，所以可以在軟件之間建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口。    

4 人機和諧性虛擬現(xiàn)實技術(shù)的額應(yīng)用很大的增強了人與計算機的交互方式，使人可以沉浸到制造系統(tǒng)的虛擬環(huán)境中，強調(diào)人在虛擬制造系統(tǒng)運行中作用。

    本文建立的基于Web的電機模具虛擬制造體系結(jié)構(gòu)，由結(jié)構(gòu)邏輯圖、網(wǎng)絡(luò)分布示意圖來表示，該體系結(jié)構(gòu)具有分布性、并行性，開放性和人機和諧性。該體系結(jié)構(gòu)采用當(dāng)前流行的瀏覽器/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫三層結(jié)構(gòu)，可以指導(dǎo)建立一個新型的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，為電機模具制造開發(fā)的高效，并行提供了有力支持。