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二級注冊計量師考試專業實務案例分析

第五章 擬實制造優點及存在的問題

對大多數企業來說，還僅僅只有單元技術，沒有達到實現階段。因此，擬實制造對很多工業部門來說仍處于醞釀階段。美國Sandia國家實驗室、國家標準和技術研究所（NIST）及美國自然科學基金會支持的幾個大學和企業聯合研究中心正在進行擬實制造的各種單元技術及開發方面的高級研究工作。擬實制造在改變制造設施中既有很多優點，也有危險與挑戰，必須謹慎從事。

擬實制造的優點有：

·節省成本。

·在設計中可實現及時反饋。

·以軟件方式進行產品和制造過程的設計及測試。

·縮短產品的上市時間。縮短一年可降低開發成本25%、投資成本20%和產品直接成本2%。

·實現無紙加工及過程的全程追蹤，并可實現自動建檔。

·可在計算機屏幕上進行修改及復制。

·可模仿進入車間加工過程的一切事情，從單元模型到物料運輸系統的建立、測試及修改。

·增進對制造過程及系統的進一步了解。

擬實制造的危險及挑戰，諸如：

·軟件工程師不懂系統的機械和物理性質以及系統的限制。

·軟件工程師不懂他們所規劃或優化的真實過程中的困難及特定裝置的操作方法。

·程序員或用戶不懂得軟件的限制或術語。

·裝置工程師們處于上述二者之間，試圖搞懂在擬實制造方面合作者的語言、假設及邏輯。

·壓縮制造過程的開發時間是特別難處理的事情。

·對軟件需要開發測試、驗證算法及過程，目前對電子原型系統的魯棒性還一無所知。

·由于產品實現過程的并行性質，可能損失掉原先采用傳統方法得到的原型機的知識。

·其它來自擬實合作方面的問題。

第六章 虛擬現實及增擴現實技術在擬實制造中的應用

在擬實制造中，虛擬現實技術已成為仿真系統發展中的一個新方向。在這個環境中，用戶及制造工程師們通過各種虛擬現實工具可以實時地與對象進行各種交互。Deneb機器人公司的總裁Robert Brown認為，今天美國制造業之所以應用虛擬現實技術，主要是為了實現下列需求：

·基于仿真的設計 應用虛擬現實技術可以在計算機上考核一個產品在各種場合中應用的性能，并考核系統之間的相互依賴性。例如：基于空氣動力學，是在計算機上研究飛機在各種條件下的飛行性能；基于水動力學，是在計算機上研究設計好的潛艇的性能等。

·擬實原型 在一個產品的實現過程中，做原型是一個必經的階段，而不做原型或少做原型，將是大大加快這一過程及減少開發費用的有力措施。利用虛擬現實技術，在計算機上"制造"原型，我們稱之為擬實原型。利用擬實原型我們可以對復雜系統在三維環境中進行考核與驗證，可以對各種不同方案的原型進行試驗、比較。

·并行工程 利用虛擬現實可在設計完成前，同時完成對不同加工方案的篩選、比較，并可確定車間的布置、物流及成本、周轉時間、單元成本、所需資金及安裝場所等。

·任務規劃 可以實現快速原型及考核概念設計、機器人的離線編程等。

·訓練 可以進行設備的操作訓練，各種運載設備投放前的預先訓練及維修訓練等。2012年注冊計量師考試

·人-機工程分析 可以使用戶預先考核設計，確定運轉周期和概念的可行性，考核提升能力、每小時產生的熱量及姿態問題等。

綜上所述，采用虛擬現實能增強企業的設計、分析、制造、訓練及適應市場的能力，從而可以增加生產率，改進產品及加工過程的質量，降低成本，改進可靠性并能快速投放市場等。因此，今天虛擬現實已成為一個企業的戰略性工具，各種公司紛紛采用虛擬現實來增強其競爭力。

第七章 發展擬實制造的意義

各種先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的，他們都離不開計算機網絡、工程數據庫技術的支持，從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要是它們的共同特點。下面簡單介紹虛擬制造技術與其它先進制造技術的關系：

（1）敏捷制造（Agile Manufacturing）與虛擬制造技術：敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。2012年二級注冊計量師考試

（2）綠色制造與虛擬制造技術：綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢的整個產品生命周期中，對環境的影響（負作用）最小，資源的使用效率最高。綠色制造的提出是人們日益重視環境保護的必然選擇，發展不能以環境污染為代價，國際制造業的實踐表明，通過改進整個制造工藝來減少廢棄物，要比處理工廠處理已經排放的廢棄物大大節省開支，因此，當綠色制造發展到一定階段時，在虛擬制造技術中必定要集成綠色制造這一部分。

（3）精益生產（Lean Production）與虛擬制造技術：精益生產要求簡化生產過程，減少信息量，消除過分臃腫的生產組織，使產品及其生產過程盡可能地簡化和標準化。這樣做的結果對虛擬制造的建模仿真是十分有利的，即現實生產過程越簡化則虛擬制造實現起來就越容易。精益生產的核心是準時化生產和成組技術。實行精益生產為虛擬制造的實現創造了有利條件，長春一汽在這方面走在了前面。

隨著擬實制造的發展，將為工程師們提供一個從產品的概念形成、設計、制造到實現的全過程三維可視及交互的環境；它將促使實現制造驅動設計，要求設計者在設計階段把一個產品的構思、設計、制造統統考慮好。目前，電子類產品，特別是大規模集成電路，相對地比機械類產品簡單，制造過程具有通用性，發展得較成熟；機械類產品相對較復雜，進展得較慢。另外，擬實制造的實現是建筑在一個企業內外實行計算機集成基礎上的，只有在大范圍采用計算機集成后，才能有效地實行擬實制造，并在此基礎上過渡到敏捷制造時代。因此，今天我們在大范圍內推廣CIMS的應用，是有很深遠的歷史意義的。它將為我國實現跳躍式發展，打下堅實的基礎。

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