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第1篇

為了便于學(xué)生更好地認(rèn)識和理解虛擬制造技術(shù)，課程教學(xué)中必須結(jié)合實踐教學(xué)。因此結(jié)合學(xué)校的成形磨齒機(jī)床進(jìn)行教學(xué)，向?qū)W生講解磨齒機(jī)的工作性能和用途，齒輪的磨削加工方法，以及成形磨齒法和展成磨齒法的區(qū)別，大大加深了學(xué)生對該門課程內(nèi)容的理解。在實踐教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)書自己操作成形磨齒實驗臺，對齒輪進(jìn)行磨削加工，學(xué)生能直觀地觀察到整個過程，加工過程中出現(xiàn)的任何問題，都能便利地隨時進(jìn)行觀察檢測，從現(xiàn)場的上課情況看出，這個過程加深了學(xué)生對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識和理解，有利于對其進(jìn)行理論升華，更好地指導(dǎo)實際生產(chǎn)。使學(xué)生對磨齒機(jī)的相關(guān)知識有一定的了解，對學(xué)生以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及金工實習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

在課程中，應(yīng)用虛擬制造技術(shù)用軟件進(jìn)行高階復(fù)雜修形齒面計算、砂輪截形優(yōu)化、三維磨削過程可視化、基于KBE技術(shù)的齒輪工藝參數(shù)智能化管理等技術(shù)難題，并在齒輪動態(tài)性能預(yù)測及噪聲控制軟件部分實現(xiàn)技術(shù)突破，軟件可實現(xiàn)齒輪噪音對比預(yù)測，并能優(yōu)化齒輪參數(shù)，從而達(dá)到降低齒輪運行時振動噪聲的目的，此技術(shù)大大縮短了齒輪加工工藝調(diào)整周期，并具有較好的可視化功能，得到了用戶一致青睞。通過此教學(xué)過程，拓寬了學(xué)生的視野，學(xué)習(xí)到了更多的虛擬制造技術(shù)的知識。

為了改善傳統(tǒng)的教學(xué)方法，我們在課程中采用了啟發(fā)式教學(xué)、互動式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)就是通過在教材的重點、難點、疑點處創(chuàng)設(shè)一種問題情境，以引起學(xué)生的興趣和注意，并作適當(dāng)啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵學(xué)生主動地、獨立地分析問題和解決問題。在成形磨齒實踐教學(xué)中，通過學(xué)生學(xué)過的知識進(jìn)行引導(dǎo)，比如從學(xué)習(xí)過的車床、銑床等切入，進(jìn)行類比講解，使沒有接觸過磨齒機(jī)的學(xué)生對此有一定的了解，介紹磨齒機(jī)發(fā)展史中的一些實例，讓學(xué)生了解到相關(guān)知識背景，啟發(fā)學(xué)生的興趣，激發(fā)了學(xué)生的求知欲。在互動式教學(xué)中，老師提出問題，然后把班級同學(xué)分成幾組，先由小組進(jìn)行討論和查閱資料，然后再進(jìn)行匯報，這樣可以開闊學(xué)生的思路，有助于學(xué)生自己解決問題，學(xué)生能更多參與課堂教學(xué)中，有利于學(xué)生潛能的開發(fā)，綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2總結(jié)

第2篇

摘要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，制造行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，先進(jìn)的制造技術(shù)不斷地被應(yīng)用于生產(chǎn)，大大地提高了工作效率，本文對現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的構(gòu)成和特點作了分析。

關(guān)鍵詞：集成；系統(tǒng)；技術(shù)構(gòu)成

一、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的含義與定位

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計算機(jī)集成制造系統(tǒng)優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，它不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中相關(guān)思想的精華，從信息集成、過程集成向企業(yè)集成方向迅速發(fā)展，在先進(jìn)制造技術(shù)中處于核心地位。具體地說，它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過計算機(jī)技術(shù)使企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

二、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

先進(jìn)制造技術(shù)(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作為一個專有名詞目前還沒有準(zhǔn)確的定義。通過對其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。其具有如下一些特點：

1、從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要；

2、從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮；

3、從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)；

4、從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量；

5、從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

通過對先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)擁有先進(jìn)制造技術(shù)的絕大部分特點，只不過先進(jìn)制造技術(shù)所涉及的范圍要比現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)大，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)在吸收計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟的研究工作，并不斷吸收先進(jìn)制造技術(shù)中的成功經(jīng)驗和先進(jìn)思想，將它們進(jìn)行推廣應(yīng)用，由此使現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。

（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求。為了達(dá)到并行的目的，必須建立高度集成的主模型，通過它來實現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計成功，減少反復(fù)，它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)；主模型的建立、局部仿真的應(yīng)用等都包含在虛擬制造技術(shù)中，可以說并行工程的發(fā)展為虛擬制造技術(shù)的誕生創(chuàng)造了條件，虛擬制造技術(shù)將是以并行工程為基礎(chǔ)的，并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造技術(shù)。同時，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來分別進(jìn)行的工作在時間和空間上交叉、重迭，充分利用了原有技術(shù)，并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)秀成果，使其成為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

（2）虛擬制造(VMVirtualManufacturing)虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，從而使產(chǎn)品一次性制造成功，達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。

（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)的，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

第3篇

[摘要]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)面臨著不同方面的發(fā)展要求：最大程度地和計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合以實現(xiàn)智能化、自動化、高產(chǎn)、高效、低能耗、無污染的目標(biāo)，本文從幾個方面介紹先進(jìn)制造技術(shù)，指明機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。

[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造技術(shù)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展方向

機(jī)械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了許多理論和實踐經(jīng)驗，但隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各個方面的個性化需求越來越強(qiáng)烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。先進(jìn)制造技術(shù)這個概念的提出為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前被公認(rèn)的認(rèn)識是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。它具有如下一些特點：

1．從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要。

2．從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。

3．從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)。

4．從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量。

5．機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機(jī)械制造自動化。（2）精密工程。（3）傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。

下面對自動化技術(shù)給予論述和展望。機(jī)械制造自動化技術(shù)自本世紀(jì)20年代出現(xiàn)以來，經(jīng)歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機(jī)輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系，它是制造技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)的綜合，旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應(yīng)速度。

一、集成化

計算機(jī)集成制造（CIMS）被認(rèn)為是21世紀(jì)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分（分系統(tǒng)）組成，通常可劃分為5部分：

1．工程技術(shù)信息分系統(tǒng)包括計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD），計算機(jī)輔助工程分析（CAE），計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計（CAPP），計算機(jī)輔助工裝設(shè)計（CATD）數(shù)控程序編制（NCP）等。

2．管理信息分系統(tǒng)（MIS）包括經(jīng)營管理（BM），生產(chǎn)管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），財務(wù)管理（FM）等。

3．制造自動化分系統(tǒng)（MAS）包括各種自動化設(shè)備和系統(tǒng)，如計算機(jī)數(shù)控（CNC），加工中心（MC），柔性制造單元（FMS），工業(yè)機(jī)器人（Robot），自動裝配（AA）等。

4．質(zhì)量信息分系統(tǒng)包括計算機(jī)輔助檢測（CAI），計算機(jī)輔助測試（CAT），計算機(jī)輔助質(zhì)量控制（CAQC），三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）等。

二、智能化

智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機(jī)械和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動，如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。在智能系統(tǒng)中，“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性（適應(yīng)性和友好性）。在設(shè)計和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強(qiáng)調(diào)安全性和友好性；對于環(huán)境，要求作到無污染，省能源和資源充分回收；對于社會，提倡合理協(xié)作與競爭。

三、敏捷化

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標(biāo)共同努力來增強(qiáng)整體競爭能力，對用戶需求做出快速反應(yīng)，以滿足用戶的需要。為了達(dá)到快速應(yīng)變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

四、虛擬化

“虛擬制造”的概念于20世紀(jì)90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機(jī)仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計算機(jī)圖形學(xué)、信息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)等高新技術(shù)為一體，是一項由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前就采取預(yù)防的措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。

五、綠色制造技術(shù)的應(yīng)用及綠色設(shè)計

若從節(jié)能、降耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的角度出發(fā)，諸如快速成形技術(shù)、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網(wǎng)絡(luò)制造等先進(jìn)制造技術(shù)都可納入綠色制造技術(shù)的應(yīng)用范疇。不過目前能將綠色制造技術(shù)真正應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)的，也是較為成功的應(yīng)用，只要集中在汽車、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。如綠色制造技術(shù)在汽車行業(yè)上的應(yīng)用。

（1）節(jié)約資源方面：將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷類降低80%等，同時也消除了鉛、苯等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

（2）采用新設(shè)計的加工工藝方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發(fā)動機(jī)公司，發(fā)動了“綠色柴油機(jī)行動”，在技術(shù)上作了較大的改進(jìn)，大大降低了汽車尾氣的排放。

（3）適用于環(huán)境友好的材料方面：世界上著名的汽車生產(chǎn)企業(yè)，使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質(zhì)，采用輕型材料——鋁材制造車身，使汽車重量減少40%，能耗也降低了。

（4）部件回收在制造方面：從1990年中期，美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項，每年就可獲利數(shù)十億美元。

六、清潔化

第4篇

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)仿真技術(shù) 信息化 制造業(yè)

1對系統(tǒng)仿真類型進(jìn)行概述

顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實世界的物體進(jìn)行模擬的一種狀態(tài)，使其達(dá)到逼真的情形。在工程技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術(shù)來研究相關(guān)事物，如通過系統(tǒng)模型的相關(guān)實驗來研究設(shè)計或者存在的某個系統(tǒng)。

2對計算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述

由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國科學(xué)技術(shù)及制造業(yè)的進(jìn)步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個重要手段，其被大量應(yīng)用到我國制造業(yè)進(jìn)行研究及實踐，從而產(chǎn)生出一些先進(jìn)制造技術(shù)。對于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進(jìn)行實踐模擬的一種先進(jìn)技術(shù)。它的實現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機(jī)高級語言、以及計算機(jī)仿真軟件來實現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示。可以很明顯的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機(jī)仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個世紀(jì)80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牟l(fā)執(zhí)行機(jī)制，這樣，就非常容易的實現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結(jié)果等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)也開始應(yīng)用到仿真建模、運行以及對仿真的結(jié)果進(jìn)行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關(guān)仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進(jìn)行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅(qū)動等相關(guān)的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3計算機(jī)仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關(guān)影響

自從上世紀(jì)末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機(jī)來模擬整個產(chǎn)品的設(shè)計及制造過程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術(shù)在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)（CE）在對產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行全面的考慮，這樣，對解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下，把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)等進(jìn)行綜合起來，從而進(jìn)一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計等，以及預(yù)測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進(jìn)行實際設(shè)計、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著計算機(jī)技術(shù)的高度快速發(fā)展，對仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用已由單一的形式向復(fù)雜性的方向進(jìn)行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內(nèi)容有：構(gòu)造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等，對于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進(jìn)行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)（DIS）通過采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點的仿真設(shè)備進(jìn)行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進(jìn)的仿真技術(shù)。如今，在我國制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進(jìn)局共同構(gòu)建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當(dāng)今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉(zhuǎn)向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來快速響應(yīng)市場需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內(nèi)存在相關(guān)資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機(jī)會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。

4結(jié)束語

隨著我國社會的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產(chǎn)品的生命周期來講，仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诋?dāng)今制造業(yè)競爭激烈的社會，計算機(jī)仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展在不斷的擴(kuò)展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]戴金海等.并行工程與仿真技術(shù)[J].計算機(jī)仿真,2013(23):54-59.

[2]熊光楞.計算機(jī)仿真及其在制造業(yè)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)仿真,2012,2(14):20-27.

[3]鄭力,盧繼平等.虛擬制造技術(shù)[J].計算機(jī)輔助設(shè)計與制造,2013(09):62-67.

第5篇

【關(guān)鍵詞】先進(jìn)制造技術(shù)；發(fā)展趨勢；關(guān)鍵技術(shù)

【中圖分類號】TH16 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007―4309（2010）10―0086―2

先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufacturing Technology）是傳統(tǒng)制造技術(shù)在不斷吸收機(jī)械、材料、電子、信息、能源和現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果上產(chǎn)生的，它被綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計、制造、檢測、管理和售后服務(wù)的全過程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來的，保留了過去制造技術(shù)中的有效要素，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群，先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了四個階段：

第一階段（20世紀(jì)60―70年代）：柔性制造單元（CAD/CAM），它是以數(shù)控機(jī)床、加工中心和工業(yè)機(jī)器人為代表的。

第二階段（20世紀(jì)70―80年代）：柔性制造系統(tǒng)（FMS），它是以柔性制造單元加上自動或半自動物流輸送組合而成的，但特點仍然是分布式生產(chǎn)過程。

第三階段（20世紀(jì)80―90年代）：集成階段（CIMS），是以信息、工藝、物流、計算機(jī)集成控制為特點的。

第四階段（20世紀(jì)90年代至今）：智能集成制造系統(tǒng)階段，是以設(shè)計智能化、單元加工過程智能化和系統(tǒng)整體管理智能化為特征的。

一、先進(jìn)制造技術(shù)的特點

目前，每一個國家都處于全球化市場中，先進(jìn)制造技術(shù)的競爭是面向全球的。一個國家的先進(jìn)制造技術(shù)對該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力發(fā)揮著非常重要和不可替代的作用。先進(jìn)制造技術(shù)的目標(biāo)是要提高產(chǎn)品對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力以及競爭能力，同時實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。它不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程，概括起來有以下特點：

（1）成形和加工技術(shù)日趨精密化。

（2）企業(yè)裝備將以制造工藝、設(shè)備和工廠的柔性與可重構(gòu)性作為顯著特點。

（3）虛擬制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。

（4）機(jī)電產(chǎn)品和先進(jìn)制造技術(shù)將把智能化、數(shù)字化作為發(fā)展方向。

（5）以提高對市場快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的制造技術(shù)將超速發(fā)展。

（6）先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展越來越離不開信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。

（7）21世紀(jì)的企業(yè)面臨著要在管理方面進(jìn)行創(chuàng)新的新課題。

（8）現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。（現(xiàn)代技術(shù)的內(nèi)涵即為：綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計基礎(chǔ)技術(shù)、競爭優(yōu)勢創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計技術(shù)。）

二、當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

市場需求的個性化與多樣化趨勢越來越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）信息化

近幾年，信息技術(shù)和制造技術(shù)的不斷融合，使得數(shù)字化成為制造業(yè)日益發(fā)展的趨勢。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點，如使市場多樣化和個性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌鲎鞒隹焖俚捻憫?yīng)，使生產(chǎn)成本得以降低；能夠提高產(chǎn)品精度和可靠性；等等。數(shù)字化產(chǎn)品既方便、直觀，又便于通過計算機(jī)控制產(chǎn)品，對信息進(jìn)行處理和傳遞。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來越離不開Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺。基于Web技術(shù)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等成為產(chǎn)品的主流。據(jù)專家預(yù)測，在未來生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位的將是基于網(wǎng)絡(luò)制造的分布式網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，先進(jìn)制造技術(shù)將把以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)為核心，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息化制造技術(shù)作為重要的發(fā)展方向。

（二）智能化

智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、發(fā)貨、支持等）各個環(huán)節(jié)的智能化，如生產(chǎn)設(shè)備的智能化，人與制造系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮等。智能化能夠使制造系統(tǒng)的自動化和柔性化水平得到進(jìn)一步的提高，使生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)與判斷能力更加完善。

（三）精密化

超高速切削、超精密加工技術(shù)以及發(fā)展新一代制造裝備成為了加工制造技術(shù)的發(fā)展方向。

1.超精密加工技術(shù)

目前已進(jìn)入納米級加工時代，加工精度和表面粗糙度分別達(dá)到了0.025μm和0．0045μm。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段近；超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。

2.超高速切削

目前，鋁合金超高速切削的切削速度已超過1 600m/min，鑄鐵、超耐熱鎳合金、鈦合金的速度分別為1 500m/min、300m/min和200m/min。超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工上。

3.新一代制造裝備的發(fā)展

市場競爭和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)起著推動作用，如“并聯(lián)桁架式結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床”的發(fā)展就是一個典型的例子。它采用六個軸長短的變化，以實現(xiàn)刀具相對于工件的加工位姿的變化，是對傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的突破。

（四）綠色化

由于資源與環(huán)境的約束日益嚴(yán)格，21世紀(jì)的制造業(yè)要以綠色制造為重要特征。與此相適應(yīng)的，綠色制造技術(shù)的發(fā)展也將是快速的。主要表現(xiàn)為：

1.綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對人類健康無危害，又能保證低能耗和高資源利用率。

2.綠色制造技術(shù)，使整個制造的過程對環(huán)境所造成的不利影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放量最少，資源利用效率最高。

3.產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造，它主要包括以設(shè)計產(chǎn)品和處理材料為主的生產(chǎn)系統(tǒng)工廠和以處理循環(huán)產(chǎn)品生命周期結(jié)束時的材料為主的恢復(fù)系統(tǒng)工廠。如汽車等產(chǎn)品的拆卸、回收技術(shù)和生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。

（五）虛擬化

在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來越被廣泛地應(yīng)用，它主要包括兩部分，即虛擬企業(yè)和虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是在產(chǎn)品真正制出之前，先在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型進(jìn)行試驗，并且預(yù)測和評價其性能和可制造性。

三、未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）虛擬制造VM（virtual manufacturing）

VM技術(shù)的發(fā)展是以仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實VR（virtual reality）技術(shù)為基礎(chǔ)的。VM技術(shù)是在虛擬條件下模擬產(chǎn)品的設(shè)計、制造、測試、營銷的全過程，并預(yù)測和評價有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期得以縮短，使制造過程得以優(yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計的一次革命性的進(jìn)步，它的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，如快速設(shè)計與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計、產(chǎn)品維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)入市場的并行處理和人員培訓(xùn)等領(lǐng)域。

（二）智能制造IM（intelligent manufacturing）

智能制造技術(shù)是一門綜合技術(shù)。之所以這么說，是因為它是通過自動化技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等學(xué)科互相交織和滲透形成的一門技術(shù)。智能設(shè)計、智能裝配、智能加工、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能測量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對于制造系統(tǒng)集成自動化和柔性自動化來說智能制造是其新發(fā)展，也是其重要組成部分，智能傳感與檢測是智能制造的重點。

（三）納米制造

20世紀(jì)出現(xiàn)了一種高新技術(shù)，即納米技術(shù)。它的加工精度或尺寸為0.1nm―100nm。而納米制造是納米技術(shù)與制造技術(shù)相融合而產(chǎn)生的，精密加工、超精加工、微細(xì)加工和超微細(xì)加工都屬于納米制造。常用的制造技術(shù)有聚焦離子束工藝等。

（四）綠色制造GM（green manufacturing）

綠色制造是一種現(xiàn)代制造模式，它綜合考慮資源消耗和環(huán)境影響，其目的是使產(chǎn)品在整個生命周期中（包括從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理）做到對資源利用率最高，對環(huán)境的不利影響最小，并優(yōu)化協(xié)調(diào)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因為未來制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開綠色制造，綠色制造已成為先進(jìn)制造技術(shù)的主要內(nèi)容，也是各國支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項目。

四、結(jié)論

我國將先進(jìn)制造技術(shù)列入“九五”科技規(guī)劃和15年科技發(fā)展規(guī)劃中。21世紀(jì)的今天，經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程日益加快，隨之而來的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競爭，實際上是以先進(jìn)制造技術(shù)為競爭核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機(jī)遇，要不斷地對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，要在技術(shù)、機(jī)制、管理以及人才等方面進(jìn)行創(chuàng)新，只有這樣我國才能實現(xiàn)躋身世界制造強(qiáng)國的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王隆太等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]張平亮等.先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2009.

[3]馮.先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2009.

第6篇

上世紀(jì)90年代中期,互聯(lián)網(wǎng)作為一種新型的信息載體出現(xiàn)在世人面前,并在短短幾年之內(nèi)席卷世界。在本身迅速發(fā)展的同時,它還迅速與商業(yè)結(jié)合,宣告了基于互聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)的誕生。在隨后幾年之中,大批商業(yè)網(wǎng)站迅速興起,網(wǎng)絡(luò)化成為一種時尚,電子商務(wù)也一時成為學(xué)術(shù)界和實務(wù)界的熱門話題。與此同時,電子商務(wù)的理論研究也受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,涌現(xiàn)了大批的研究成果。

2001年互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破裂,打碎了電子商務(wù)的虛幻光環(huán)。然而電子商務(wù)的腳步并未停止,在掠去互聯(lián)網(wǎng)泡沫的表象之后,電子商務(wù)的真正主體——企業(yè)電子商務(wù)開始浮出水面。隨著傳統(tǒng)企業(yè)對電子商務(wù)的日益重視,電子商務(wù)對企業(yè)競爭戰(zhàn)略和行業(yè)競爭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。理論界和實務(wù)界也開始深入分析和研究這個問題。實際上,雖然電子商務(wù)對社會經(jīng)濟(jì)生活的影響非常顯著,但真正的沖擊是通過對基本經(jīng)濟(jì)單位——企業(yè)的影響來實現(xiàn)的。電子商務(wù)對傳統(tǒng)信息傳遞方式和商品交易模式的沖擊只是其影響的一個表象,更重要的是,它將引起企業(yè)經(jīng)營環(huán)境的重大變遷,深刻影響眾多行業(yè)的競爭結(jié)構(gòu),并進(jìn)而影響企業(yè)的競爭戰(zhàn)略和實現(xiàn)戰(zhàn)略的方式。下面,作者將詳細(xì)分析電子商務(wù)對行業(yè)競爭結(jié)構(gòu)各要素的影響和作用機(jī)制,以及由此導(dǎo)致的企業(yè)戰(zhàn)略和行業(yè)格局的變化。

一、顧客議價能力顯著增強(qiáng)

俗話說,買的沒有賣的精。這句話很好地描述了交易中的信息不對稱現(xiàn)象。長期以來,企業(yè)在交易過程中總是處于信息優(yōu)勢地位。即使在買方市場為主的過剩經(jīng)濟(jì)時代,作為賣方的企業(yè)依然是交易的主導(dǎo)者。企業(yè)這種優(yōu)勢地位的建立是基于這樣一個事實:作為購買主力的大多數(shù)消費者對產(chǎn)品的基本信息所知非常有限,而且消費者之間幾乎隔絕,交流極少。例如,牙膏是非常普通的商品,但一般消費者幾乎不可能知道牙膏的成分配方、生產(chǎn)成本、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、有無副作用等方面的情況,而且也不大可能專門與其他消費者討論一下此類問題。利用這種信息屏障,企業(yè)得以維持較高的利潤以及市場的相對穩(wěn)定。提高消費者信息地位的主要途徑就是加強(qiáng)消費者之間的聯(lián)合與相互交流。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下雖然有消費者協(xié)會等自發(fā)組織來實現(xiàn)這一目標(biāo),但由于信息成本高昂,這些組織的作用是很有限的。而在電子商務(wù)環(huán)境下,信息的傳遞更為方便、廉價和快捷,消費者之間的交流和聯(lián)合的步伐大大加快。

互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)不勝數(shù)的虛擬社區(qū)中或多或少都會與某些產(chǎn)品或服務(wù)相關(guān)聯(lián),所以,每一個消費者的點滴信息都能參與交流,最終結(jié)果就是每個消費者都很容易獲得比較全面的產(chǎn)品信息。出于種種利益驅(qū)動,社區(qū)主持者還經(jīng)常尋求各種專業(yè)力量的協(xié)助,使消費者得到的信息更為準(zhǔn)確和詳盡。因此,許多虛擬社區(qū)自然地演變成為自發(fā)的或營利性的消費者集團(tuán)JohnHagelIII,ArthurG.Armstrong,1997)。例如,許多網(wǎng)站和大學(xué)的BBS上都有數(shù)量眾多的討論區(qū),在相關(guān)版面一般都可以快速地免費找到相關(guān)商品的信息。即使是電腦、電器等技術(shù)含量較高的商品,也會有許多專業(yè)化的講解、質(zhì)量鑒別方法以及其他消費者的購買經(jīng)驗可供參考。電子商務(wù)的普及還帶來了一些新型的信息平臺。這些平臺提供實時的分類商品信息,并進(jìn)行大規(guī)模的信息加工,大大降低了信息搜尋的成本。例如,許多消費網(wǎng)站(如eBay、易趣、雅寶等)都提供廣泛的搜索服務(wù),消費者只要輸入簡單的需求信息,不但可以得到相關(guān)商品的幾乎所有品牌、生產(chǎn)廠商、質(zhì)量特點、各地當(dāng)前零售價等詳細(xì)信息,還可以看到其他消費者的經(jīng)驗之談;有的網(wǎng)上銷售商甚至提供自動比價功能,能自動搜索其他網(wǎng)站上同一商品的報價,消費者因信息不明而當(dāng)“冤大頭”的可能性大大降低。對于較大額的需求,許多網(wǎng)站還提供反向拍賣和集團(tuán)購買的形式,代表消費者參與交易,進(jìn)一步提高了消費者在交易中的地位。由此可見,電子商務(wù)雖然沒有徹底消除信息不對稱現(xiàn)象,但已經(jīng)使不對稱程度大大降低。隨著電子商務(wù)的開展,購買方作為一支強(qiáng)勢力量迅速崛起,企業(yè)憑借信息優(yōu)勢獲取額外利潤的能力將大大削弱。對多數(shù)行業(yè)而言,以賣方為核心的傳統(tǒng)模式將逐漸改變,企業(yè)與顧客討價還價的能力將顯著降低,本論文由整理提供最終使行業(yè)整體經(jīng)營環(huán)境受到影響,企業(yè)為了維持市場地位不得不更加激烈地相互競爭。

二、企業(yè)競爭模式多樣化

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下,企業(yè)間的競爭以規(guī)模效益的競爭為主。規(guī)模優(yōu)勢一旦確立,其他企業(yè)就很難再對其形成挑戰(zhàn)。根據(jù)波特的競爭戰(zhàn)略理論,在一個成熟的市場中,各種規(guī)模的企業(yè)會形成不同的戰(zhàn)略集團(tuán),每個戰(zhàn)略集團(tuán)都有不同的市場層次定位,使整體行業(yè)結(jié)構(gòu)保持相對穩(wěn)定。處于同一戰(zhàn)略集團(tuán)的競爭者之間,爆發(fā)激烈競爭的可能性很大;而處于不同戰(zhàn)略集團(tuán)的企業(yè)很少爆發(fā)激烈競爭。只有在市場處于高速發(fā)展的情況下,才會發(fā)生企業(yè)之間不管規(guī)模大小都參與全方位競爭的局面(MichaelE.Porter,1980)。在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下,由于信息傳播不通暢,小規(guī)模的企業(yè)即使在某些方面取得領(lǐng)先于大企業(yè)的優(yōu)勢,也無法在短時間內(nèi)占領(lǐng)市場,發(fā)展壯大,而大企業(yè)則可以從容地進(jìn)行趕超。例如,在20世紀(jì)六七十年代IBM一直是計算機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。雖然其競爭對手經(jīng)常在產(chǎn)品技術(shù)、服務(wù)方式、功能設(shè)計等方面超過IBM,但由于這些企業(yè)規(guī)模太小,外部條件所限,它們的創(chuàng)新很難迅速轉(zhuǎn)化為市場競爭優(yōu)勢。最終,這些創(chuàng)新被IBM以技術(shù)模仿、人才挖取甚至企業(yè)收購的方式獲得,反而成為IBM的競爭利器。雖然20世紀(jì)80年代IBM在PC機(jī)大潮中遭到重創(chuàng),但其真正原因是領(lǐng)導(dǎo)層的極端保守,實際上當(dāng)時IBM仍有足夠的時間和實力故伎重演,并重新取得優(yōu)勢。電子商務(wù)的出現(xiàn)打破了這種競爭模式,行業(yè)競爭更多地從“大魚吃小魚”變?yōu)椤翱祠~吃慢魚”,即從單純的規(guī)模效益之爭轉(zhuǎn)向速度效益與規(guī)模效益并重的競爭模式。

由于信息的迅速傳播,市場的反應(yīng)速度也明顯加快,領(lǐng)先的產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新能迅速被市場接受(JohnM.DeFigueiredo,2001)。再加上一些有利的外部因素,如市場需求不斷變化,產(chǎn)品生命周期不斷縮短,融資條件日趨便利,以及銷售渠道的多樣化,一個能對市場需求和變化作出快速反應(yīng)并創(chuàng)新出質(zhì)優(yōu)價廉產(chǎn)品的企業(yè)可以迅速擴(kuò)張,占領(lǐng)市場;而規(guī)模較大的企業(yè),如果只會后發(fā)制人式的模仿而不會創(chuàng)新,將逐漸被市場淘汰。因此,隨著電子商務(wù)的引入,企業(yè)規(guī)模在提升企業(yè)競爭力方面的作用明顯下降。可見,電子商務(wù)為所有企業(yè)提供了一個全面競爭的舞臺。小企業(yè)可以憑借某一方面的突出優(yōu)勢迅速崛起,挑戰(zhàn)大企業(yè)的地位。由于這種“一招鮮”的獲勝機(jī)會大增,行業(yè)的競爭結(jié)構(gòu)將不再像以前那樣穩(wěn)固,尤其是領(lǐng)先者的地位更難以保持。在這樣的競爭環(huán)境下,只有致力于不斷創(chuàng)新的企業(yè)才能長久立于不敗之地。

三、流通環(huán)節(jié)大幅壓縮

流通環(huán)節(jié)是傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)中至關(guān)重要的一環(huán),層層的分銷網(wǎng)絡(luò)是商品和信息的雙重載體。電子商務(wù)最初就是從流通領(lǐng)域開始的,隨著電子商務(wù)的普及,流通環(huán)節(jié)的重要性雖然未變,但本身卻面臨著巨大的變革。信息的快速傳遞和覆蓋全世界的配送網(wǎng)絡(luò)不再需要多層的中間分銷商,直銷或一級渠道將成為主要的分銷方式,流通環(huán)節(jié)的簡化趨勢不可避免。這對傳統(tǒng)的流通企業(yè)可以說是一個滅頂之災(zāi)。比如,以亞馬遜書店為代表的網(wǎng)上書店的興起,使美國的連鎖書店遭到慘重打擊,獨立式書店更是紛紛關(guān)門。其他產(chǎn)品也有類似的現(xiàn)象。流通環(huán)節(jié)對企業(yè)競爭戰(zhàn)略選擇有重要的意義,控制分銷渠道是傳統(tǒng)企業(yè)最重要的競爭戰(zhàn)略之一(MichaelE.Porter,1980)。眾所周知,大規(guī)模的分銷渠道需要花費大量的人力物力和較長的時間才能建立,而這種渠道一旦建成,就成為一項重要的資源。許多大企業(yè)正是利用自己的分銷網(wǎng)絡(luò)控制客戶群,同時阻止競爭對手的進(jìn)入。而在電子商務(wù)環(huán)境下,流通方式發(fā)生劇變,建立分銷網(wǎng)的時間和成本都大大降低,渠道的壟斷性不復(fù)存在,這意味著渠道資源大幅度貶值。例如,IBM和康柏等傳統(tǒng)計算機(jī)廠商花了十幾年的時間才建立起世界范圍的計算機(jī)銷售網(wǎng)絡(luò),并一直以此來阻擋其他競爭者的進(jìn)入。然而,電子商務(wù)出現(xiàn)后,以Dell為代表的網(wǎng)上定制直銷模式迅速崛起,在很短時間內(nèi)就建立起了相當(dāng)規(guī)模的世界網(wǎng)絡(luò)。

在這種極具優(yōu)勢的新型模式面前,IBM和康柏苦心經(jīng)營的傳統(tǒng)銷售網(wǎng)絡(luò)在一夜之間就成了食之無味、棄之可惜的雞肋,個人計算機(jī)市場持續(xù)多年的格局很快就被打破。地區(qū)性和全球性的配送網(wǎng)絡(luò)是電子商務(wù)環(huán)境下流通領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,這也意味著企業(yè)的競爭將突破地域界限,短兵相接。過去,地理距離曾經(jīng)是許多弱勢企業(yè)的一道堅強(qiáng)屏障,一般產(chǎn)品都有明顯的地域分布,即所謂的“強(qiáng)龍不壓地頭蛇”。但隨著電子商務(wù)的推行和生產(chǎn)要素,如人員、資金和信息的自由流動,企業(yè)跨地區(qū)甚至跨國經(jīng)營的能力逐漸增強(qiáng),地理屏障也不再不可逾越,弱勢企業(yè)無法再憑借地利偏安一隅。電子商務(wù)的這個特點是一種典型的馬太效應(yīng),優(yōu)勢企業(yè)在一定區(qū)域內(nèi)形成“勝者通吃”局面的可能性大增。對多數(shù)行業(yè)而言,行業(yè)的集中程度將迅速提高,甚至形成壟斷或寡頭壟斷的局面,企業(yè)之間將呈現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)、弱者更弱的兩極分化現(xiàn)象。

四、虛擬采購改變供應(yīng)鏈管理方式

采購是企業(yè)重要的活動之一,也是構(gòu)成產(chǎn)業(yè)價值鏈的重要一環(huán)。對于許多制造業(yè)企業(yè)來說,穩(wěn)定的原料供應(yīng)是企業(yè)正常運作的必要條件之一,采購成本構(gòu)成了產(chǎn)品成本的很大部分。過去,為了保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性,許多企業(yè)以價格讓步為代價建立了長期的供應(yīng)商關(guān)系。而電子商務(wù)的普及,尤其是BtoB模式的廣泛應(yīng)用,為企業(yè)間交易提供了一個虛擬的、無邊界的平臺。企業(yè)與供應(yīng)商之間的關(guān)系因此變得更加微妙,供求雙方之間的主從關(guān)系變得更加清晰。根據(jù)雙方地位的不同,虛擬采購?fù)ǔＳ?種形式。在買方主導(dǎo)的供應(yīng)關(guān)系中,虛擬采購?fù)ǔ２捎酶們r式采購的方式,從而使買方降低了對長期合作伙伴的依賴程度,增加了企業(yè)討價還價的能力。如通用電氣、通用汽車、福特汽車、Cisco等大型企業(yè)建立的虛擬采購市場,把供應(yīng)商范圍擴(kuò)大到了全球,簡化了采購流程,降低了采購成本,同時加強(qiáng)了對采購過程的控制,使自身競爭力得以提高。而在賣方主導(dǎo)的供應(yīng)關(guān)系中,一般采用類似于拍賣的形式,賣方藉此能獲得最高的收益。如石油制品、芯片等行業(yè)就是如此。第三種形式是第三方建立的虛擬市場,如Com-merceOne、Ariba、eSteel等等。這種形式往往存在于有眾多買家和眾多賣家的供求關(guān)系中,供求雙方的地位大致平等,定價模式與傳統(tǒng)市場類似,主要目的是簡化采購流程,降低信息成本。可見,電子商務(wù)下的供求關(guān)系同樣呈現(xiàn)出一種強(qiáng)者更強(qiáng)、弱者更弱的馬太效應(yīng)。雖然供求雙方都享受到了信息成本降低帶來的好處,但獲得的好處并不是對等的。在電子商務(wù)方式下,供求關(guān)系的主導(dǎo)一方議價能力得到了增強(qiáng),而從屬的一方地位削弱。由于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中大多數(shù)的市場都是買方主導(dǎo),總體而言企業(yè)對供應(yīng)商的議價能力得到了增強(qiáng)。五、電子商務(wù)增加了虛擬制造的可行性虛擬制造早在20世紀(jì)70年代就已出現(xiàn),最典型的企業(yè)是耐克公司。所謂虛擬制造是指公司本身主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計和市場開拓,而幾乎所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都采用外包的方式來進(jìn)行。因此,虛擬制造本質(zhì)上是另一種形式的供應(yīng)商關(guān)系。因為不需要負(fù)擔(dān)巨大規(guī)模的生產(chǎn)投資,虛擬制造企業(yè)機(jī)制靈活,對市場需求反應(yīng)靈敏,有很強(qiáng)的適應(yīng)性。但這種運作模式也有致命的弱點,就是要求公司具備超強(qiáng)的信息處理能力,能迅速協(xié)調(diào)分布于世界各地的市場營銷、產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)活動。在傳統(tǒng)的信息環(huán)境下,這意味著巨大的管理成本。只有像耐克公司這樣的大企業(yè)才可能用品牌優(yōu)勢所帶來的超額利潤作為支撐,但一般的企業(yè)是難以承受的。因此,雖然耐克公司的虛擬制造聞名已久,但模仿者寥寥。互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)的出現(xiàn),使信息傳遞、儲存、處理的時間和成本大大降低,從而為虛擬制造的普遍應(yīng)用開創(chuàng)了良好的前景。這是因為協(xié)作成本的降低可以使企業(yè)專注于其最為擅長的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),而將弱勢環(huán)節(jié)交給其他企業(yè)進(jìn)行協(xié)作,以此來提高經(jīng)營效率。因此,虛擬制造的開展必然導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)資源的重新配置和產(chǎn)業(yè)價值鏈的重新整合,產(chǎn)業(yè)內(nèi)的專業(yè)化程度更高,產(chǎn)業(yè)鏈的效率也同時會得到提高。很明顯,對崇尚大而全、小而全的傳統(tǒng)企業(yè)來說,虛擬制造對企業(yè)制造系統(tǒng)的構(gòu)造提出了更高的要求,企業(yè)必須專注于自身優(yōu)勢,迅速找準(zhǔn)自己在產(chǎn)業(yè)鏈中的定位,否則將面臨“樣樣通,樣樣松”的尷尬境地。超級秘書網(wǎng)

六、行業(yè)壁壘的變化

由于信息的迅速傳播、流通環(huán)節(jié)的大幅減少和地域限制的逐漸消失,許多人預(yù)言電子商務(wù)將使企業(yè)進(jìn)入“無邊界競爭”的時代,認(rèn)為行業(yè)的界限將變得更為寬松,甚至消失,企業(yè)的市場選擇更加自由(ThomasM.Siebel,PatHouse,1999)。從表面上看,企業(yè)進(jìn)入和退出一個市場所受到的限制的確少了很多,行業(yè)壁壘似乎顯著地降低了。例如,在常規(guī)模式下開一個書店,就必須有合適的地段空隙,還需要較大的資金投入和較長的準(zhǔn)備時間;而在電子商務(wù)方式下,只需要建立一個售書網(wǎng)站,雇幾個送書工人就行了。然而正是這種“無邊界競爭”,使得多數(shù)行業(yè)的進(jìn)入壁壘反而升高。在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)下,雖然新的市場進(jìn)入者大多沒有能力在短期內(nèi)勝過現(xiàn)有競爭對手,但通常都能找準(zhǔn)市場空隙分一杯羹。然而,在電子商務(wù)環(huán)境下,雖然進(jìn)入限制少了,但先行者優(yōu)勢卻擴(kuò)大了,有優(yōu)勢的企業(yè)可以覆蓋整個市場,留給其他企業(yè)的生存空間很小,新進(jìn)入者只有超越現(xiàn)有競爭者才能在行業(yè)內(nèi)立足。因此,雖然有優(yōu)勢的進(jìn)入者可以迅速在市場中占有一席之地,但不能超越現(xiàn)有競爭者的新進(jìn)入者想分一杯羹卻更難了。網(wǎng)絡(luò)界有一句名言:“只有第一,沒有第二”,說明在電子商務(wù)環(huán)境下,單純模仿而不創(chuàng)新是沒有出路的。還是以書店為例,如果在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下,一家新開的書店即使在地段、價格、質(zhì)量、服務(wù)等方面都不占優(yōu)勢,總也會吸引一定量的客戶群,可以慘淡經(jīng)營;但是,如果是在電子商務(wù)環(huán)境下,這樣的網(wǎng)上書店很可能連一個顧客都不會有。因為各個網(wǎng)上書店的報價和服務(wù)條件就出現(xiàn)在同一個計算機(jī)屏幕上,任何理性的消費者都不可能選擇一個各方面都比較差的書店。與進(jìn)入壁壘不同的是,退出壁壘呈現(xiàn)普遍下降趨勢。由于電子商務(wù)的應(yīng)用,企業(yè)立足一個市場的初期投入明顯減少,企業(yè)退出市場的代價也就相對變小,不會難以割舍。進(jìn)入壁壘和退出壁壘的這種相反變化趨勢,最終會導(dǎo)致行業(yè)集中度的上升。七、企業(yè)的整體外部環(huán)境的變化電子商務(wù)的普及,不但在行業(yè)結(jié)構(gòu)層次上深刻地影響企業(yè)戰(zhàn)略實施,而且逐漸改變了企業(yè)所處的整體外部環(huán)境。幾年前電子商務(wù)對企業(yè)來說還是遙遠(yuǎn)的事情,但今天許多企業(yè)已經(jīng)不可避免的涉足電子商務(wù)。由于電子商務(wù)能提供個性化和全天候的服務(wù),可以預(yù)見在不久的將來,網(wǎng)絡(luò)媒介會成為顧客的主要購買方式之一,企業(yè)為了占領(lǐng)市場不得不緊跟電子商務(wù)的步伐。金融系統(tǒng)、物流配送等一系列經(jīng)濟(jì)服務(wù)部門和政府政務(wù)逐漸實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,這些都為企業(yè)開展電子商務(wù)提供了基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及,沒有“觸網(wǎng)”的企業(yè)將逐漸顯示出與外部環(huán)境的反差。其他企業(yè),尤其是同行業(yè)企業(yè)的電子商務(wù)化更是給這些企業(yè)造成了一種不進(jìn)則退的局面,促使他們加速電子商務(wù)化的進(jìn)程。從前面的論述中可以看到,電子商務(wù)不僅僅只是簡單地改變傳統(tǒng)的信息傳遞方式和交易模式,而且將深刻影響企業(yè)的市場格局和行業(yè)競爭結(jié)構(gòu)。電子商務(wù)使市場參與者的力量對比發(fā)生了很大的變化,改變了企業(yè)的生存環(huán)境,創(chuàng)造出一次“重新洗牌的機(jī)會。對于企業(yè)來說,這既是一次迅速發(fā)展的機(jī)遇,也是一場事關(guān)生死的挑戰(zhàn)。因此,如何明確電子商務(wù)對傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的沖擊,把握電子商務(wù)的發(fā)展方向并進(jìn)而正確制定企業(yè)在新環(huán)境下的競爭戰(zhàn)略,是所有企業(yè)面臨的一個重要課題。

參考文獻(xiàn):

[1]JohnHagelIII,Gain:ExpandingMarketsthroughVirtualCommunities[M]Boston:HarvardBusinessSchoolPress,1997.1018

[2]ThomasM.Siebel,PatHouse.CyberRules.CurrentDoubleday,1999.3046.

第7篇

關(guān)鍵詞：SMT 貼片機(jī) 仿真 虛擬設(shè)備 3D

表面貼裝技術(shù)（Surface Mounting Technology，SMT）是應(yīng)用最為廣泛的新一代的電子組裝技術(shù)，元器件不斷的向微型化和密集化方向發(fā)展被譽為電子組裝技術(shù)一次革命。

在電子產(chǎn)品組裝生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式中，設(shè)計一般是由設(shè)計工程師在計算機(jī)上利用多種計算機(jī)輔助設(shè)計工具來完成，生產(chǎn)制造則在各種數(shù)控設(shè)備（如貼裝機(jī)等）上完成。每一種產(chǎn)品在加工之前，制造工程師首先必須對設(shè)備編程并反復(fù)試驗，以確保操作規(guī)程的可行性和正確性，然后進(jìn)行試生產(chǎn)，反復(fù)修改直到最后定型，再投入實際的批量生產(chǎn)。生產(chǎn)準(zhǔn)備時間很長，投入資金很大。

SMT虛擬生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計，即采用計算機(jī)建模與仿真技術(shù)，在高性能計算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計算機(jī)上群組協(xié)同工作，通過三維模型及動畫或虛擬現(xiàn)實，實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級的決策與控制能力。虛擬制造是對已有或未來的制造活動進(jìn)行仿真，它基本上不消耗現(xiàn)實物質(zhì)資源，所進(jìn)行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。隨著市場競爭的加劇，產(chǎn)品交貨周期必須縮短，生產(chǎn)成本必須控制，因此迫切需要在這兩個“孤島”間建立聯(lián)系，虛擬制造被認(rèn)為是其最好的解決方案。

1. 三維可視化建模的基本理論

1.1 幾何建模的基本方法

對于三維物體建模，幾何建模包括體素和結(jié)構(gòu)兩個方面：體素，用來構(gòu)造物體的原子單位，其選取決定建模系統(tǒng)所能構(gòu)造的對象范圍；結(jié)構(gòu)，用來決定體素如何組合已購成新的對象。

1.2 建模軟件

（1） 3DMAX：3DMAX的功能強(qiáng)大，內(nèi)置工具十分豐富，同時外置接口也很多，命令簡單明了，易于掌握。3DS Studio的算法很先進(jìn)，所帶來的質(zhì)感和圖形工作站制作的圖形幾乎沒有差別，可存儲32位真彩圖像，其強(qiáng)大的功能使它成為PC三維動畫設(shè)計的首選軟件。

（2） Solidworks： Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。

（3） Pro/Engineer： 采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。

2. SMT設(shè)備可視化建模和仿真

建摸三維模型的軟件有很多，SolidWorks、Pro/Enginner、UG、AuToCAD、3DS Max

等等。但是考慮到容易獲得3DS檔.采用了3Dsmax進(jìn)行貼片機(jī)建模。由于動臂式貼片機(jī)的曲線機(jī)構(gòu)較多，特別是供料器與貼片頭的弧度設(shè)計， 利用3Dsmax有利于各個元件參數(shù)的修改與模擬，將會具有較高的仿真程度。同時旋轉(zhuǎn)式貼片機(jī)具有高速貼裝頭，軌道沿X、Y方向運行的特點，并且每個貼片頭安裝的吸嘴數(shù)量較多。另外3Dsmax具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠?qū)崿F(xiàn)管理并發(fā)進(jìn)程，實現(xiàn)并行工程。在動畫制作上，旋轉(zhuǎn)式貼片機(jī)通過兩個方向的絲桿傳動，以及貼片頭的轉(zhuǎn)動，共同實現(xiàn)了芯片的高速吸取貼裝工作。

根據(jù)組裝生產(chǎn)產(chǎn)品的不同，在表面貼裝工藝中基本有單面板生產(chǎn)和雙面板生產(chǎn)這兩種，生產(chǎn)工藝流程為：印刷錫膏——貼元器件——回流焊接——清洗——測試——包裝； 生產(chǎn)流水線則包括送料機(jī)，印刷機(jī)，高速機(jī)，貼片機(jī)，回流焊，收料機(jī)，包裝機(jī)等。通過建模與仿真可以更直觀了解各種設(shè)備運行方式，并為生產(chǎn)培訓(xùn)節(jié)約成本。本論文主要以貼片機(jī)為核心，其他設(shè)備建模方法和貼片機(jī)建模相同。

2.1 貼片機(jī)外部建模

2.1.1 貼片機(jī)的外殼

貼片機(jī)的外殼的主要組成：本體部分、顯示器控制部分和操作控制部分外殼本體。

（1）本體部分：可以分為上架外殼、下架外殼和基礎(chǔ)連接架三部分組成。

將基礎(chǔ)連接架與裸機(jī)相連；F架外殼與基礎(chǔ)連接架相連；上外殼架與下架外殼相連。這樣就是外殼本體成為一個剛性好、穩(wěn)定性高的整體結(jié)構(gòu)。

（2）顯示器：顯示器安放在外殼本體上，警示燈通過螺栓直接安裝在外殼本體上。

（3）操作控制部分在這里主要指的是鍵盤、電器開關(guān)等。鼠標(biāo)和鍵盤的安裝可以相對隨意一點，可以和PC顯示器放在一起。對于電器開關(guān)，需要直接安裝在外殼本體上。

2.1.2 建模實現(xiàn)

（1）殼體建模：通過拉伸、擠出、修剪、布爾運算等命令來獲得模型結(jié)構(gòu)。

（2）顯示器建模：創(chuàng)建簡單的長方體再通過布爾運算功能截取顯示器的主體結(jié)構(gòu)。警報器的建模，合并幾個圓柱體。

（3）操作控制部分：主要是電器開關(guān)，建模相對較簡單。

（4）裝配模型

2.2 貼片機(jī)內(nèi)部建模

由于實體貼片機(jī)的內(nèi)部組成較復(fù)雜.因此，在實際建模過程中，做出相應(yīng)的簡化，旨在強(qiáng)調(diào)工作過程原理的實現(xiàn)。內(nèi)部系統(tǒng)包含：機(jī)架、PCB傳送系統(tǒng)、X定位系統(tǒng)、Y定位系統(tǒng)、Z定位系統(tǒng)、貼片頭部件、吸嘴庫、喂料器、其他部件等。

2.2.1 建模實現(xiàn)

（1）貼裝頭：由于貼片的形式有三種：旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)塔式、動臂式。這里主要創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)式貼片頭。通過圓柱體的布爾運算和陣列操作創(chuàng)建。

（2）送料器：通過拉伸創(chuàng)建圓盤型送科器，以及輔助原件。

（3）X.Y定位臺：通常有兩種結(jié)構(gòu)：支撐貼裝頭沿X.Y方向運行（動臂式）；支撐PCB沿X.Y方向運動（轉(zhuǎn)塔式）

（4）吸嘴級底座：通過圓柱體的布爾運算創(chuàng)建。

（5）視覺對中系統(tǒng)：上照相機(jī)固定安置在機(jī)座上，貼裝頭從送料器位置每抓取一個元件后，都要首先移動到其上進(jìn)行視覺檢查，檢查其元件缺陷和位置偏差，而后才移動到貼裝位置進(jìn)行貼裝；下照相機(jī)通常和處于中間位的貼片頭固聯(lián)在一起，可以隨貼片頭沿X—Y方向在貼片工作臺面內(nèi)移動.完成PCB定位標(biāo)識的視覺檢查。

（6）PCB傳送機(jī)構(gòu)：建模主要以長方體和圓柱體及相應(yīng)的布爾運算實現(xiàn)。

建立完成模型如圖1所示。

圖1 貼片機(jī)模型

結(jié)論

以上簡介了貼片機(jī)得建模以及模擬仿真的過程。可以看出計算機(jī)技術(shù)在模擬仿真這方面用很大的幫助作用。同時也可以實現(xiàn)在沒有真實機(jī)器的情況下達(dá)到培訓(xùn)人員的作用。另一方面，我們也可以運用模擬仿真更好地服務(wù)真實貼片機(jī)研究。最后，我們可以看出可視化虛擬仿真技術(shù)會更具有廣泛的發(fā)展前景。■

參考文獻(xiàn)

[1] 胡躍明，杜娟，吳祈生，等.基于視覺的高速高精度貼片機(jī)系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2003，9（9）：760—764.

[2] 龍緒明.先進(jìn)電子制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

第8篇

論文摘要：在機(jī)械設(shè)計中引入CAD技術(shù)，可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計多、信息資源利用率低的難題，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。

1 CAD技術(shù)的發(fā)展

CAD(Computer Aided Design)是計算機(jī)輔助設(shè)計的英文縮寫，是利用計算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計效率飛速地提高。現(xiàn)已將計算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。

產(chǎn)品設(shè)計是決定產(chǎn)品命運的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、智能活動是由設(shè)計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計的過程，采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計過程，借助計算機(jī)的支持，設(shè)計效率有了大大地提高。

2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的優(yōu)點

通過實際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件，筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計過程中具有更大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾點:

2.1 零件設(shè)計更加方便

使用三維CAD系統(tǒng)，可以裝配環(huán)境中設(shè)計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計新零件，既方便又快捷，避免了單獨設(shè)計零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。

2.2 裝配零件更加直觀

在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時候，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達(dá)到要求，及時對設(shè)計進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。

2.3 縮短了機(jī)械設(shè)計周期

采用三維CAD技術(shù)，機(jī)械設(shè)計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開發(fā)設(shè)計時，只需對其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計和制造，而大部分零部件的設(shè)計都將繼承以往的信息，使機(jī)械設(shè)計的效率提高了3~5倍。同時，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計能力，能夠通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。

2.4 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量

由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合，同時采用CAD CIMS組織生產(chǎn)，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計方法，如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計、運動方針和優(yōu)化設(shè)計等，保證了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。同時，大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工，一致性很好，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 零件與裝配圖的實體生成

3.1.1 零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種，即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中，系統(tǒng)提供了六種基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件，可通過對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，將其分解成若干基本體，對基本體進(jìn)行三維實體造型，之后再對其進(jìn)行交、并、差等布爾運算，便可得出零件的三維實體模型。

對于有些復(fù)雜的零件，往往難以分解成若干個基本體，使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多，導(dǎo)致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實體造型的要求。為此，可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓，然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”，進(jìn)而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。

3.1.2 實體裝配圖的生成。在零件實體構(gòu)造完成后，利用機(jī)器運動分析過程中的資料，在運動的某一位置，按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”，這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。

3.2 模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心，從人工設(shè)計和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業(yè)正向數(shù)字化和計算機(jī)化方向發(fā)展。同時，模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等，幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術(shù)。

一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)一管理，而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。

3.3 機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用

機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、強(qiáng)度設(shè)計評價與壽命預(yù)估、動力學(xué)/運動學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問題后，才能由CAE解決設(shè)計的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。

4 CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢

4.1 圖形交互技術(shù)

CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具，務(wù)求易學(xué)好用，得心應(yīng)手。一個友好的、智能化的工作環(huán)境可以開拓設(shè)計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此，智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術(shù)也正在研究之中。

4.2 智能CAD技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入，逐漸提出智能化需求.設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計在運用知識化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識的設(shè)計倉庫，及時準(zhǔn)確地向設(shè)計師提品開發(fā)所需的知識和幫助，智能地支持設(shè)計人員，同時捕獲和理解設(shè)計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設(shè)計新手也能做出好的設(shè)計來，現(xiàn)代設(shè)計的核心是創(chuàng)新設(shè)計，人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中，用智能設(shè)計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計制造，這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。

4.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在CAD中已開始應(yīng)用，設(shè)計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計效果，可直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方便，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運動機(jī)構(gòu)的碰撞等問題，及早看到新產(chǎn)品的外形，從多方面評價所設(shè)計的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測試、仿真和分析，以評價其性能，可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等，基于虛擬樣機(jī)的試驗仿真分析，可以在真實產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時代繼續(xù)發(fā)展的一個重要方向.另外，隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計面向產(chǎn)品的整個生命周期設(shè)計理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù)，實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計和制造，已成為機(jī)械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]黃森彬主編.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).高等教育出版社.

[2]榮涵銳.新編機(jī)械設(shè)計CAD技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3]徐建平，盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004.

第9篇

論文關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)買技術(shù) 培訓(xùn) 作用

論文摘要:我國石油行業(yè)發(fā)展迅速，職工的素質(zhì)直接影響到石油企業(yè)的效益及安全生產(chǎn)狀況，因此，企業(yè)對職工的技術(shù)要求越來越嚴(yán)格。鉆井模擬器采用基于虛擬現(xiàn)實的虛擬制造技術(shù)，開發(fā)過程運用多種先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，并結(jié)合了鉆井工程的實際工藝，改變了原有的鉆井培訓(xùn)方法。作為針對油田具體情況開發(fā)的新型培訓(xùn)系統(tǒng)。鉆井模擬器有著積極的意義。本文重點分析了該系統(tǒng)的開發(fā)過程，詳述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田培訓(xùn)鉆井井控人員過程中的作用。

1．引 言

我國石油行業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)場地質(zhì)情況等密不可分，充滿著危機(jī)和挑戰(zhàn)。對于員工的能力和安全意識要求很高，傳統(tǒng)的進(jìn)場培訓(xùn)有一定的局限性，例如：職業(yè)培訓(xùn)效果是否良好主要依賴于教師的水平，培訓(xùn)過程沒有明確統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，針對性差，沒有可重用性等。可見傳統(tǒng)的培訓(xùn)技術(shù)不但受時間、空間的限制，而且在人力、資源、經(jīng)費、組織實施等方面都存在很大問題。尤其對于危險作業(yè)或不具備實驗條件的高級培訓(xùn)，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式更是難以實現(xiàn)。傳統(tǒng)培訓(xùn)模式的局限性制約了人們所期望的培訓(xùn)質(zhì)量和培訓(xùn)效率，滿足不了現(xiàn)代社會的需求。

鉆井模擬器采用虛擬制造技術(shù)的概念，開發(fā)過程基于現(xiàn)代計算機(jī)控制技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、計算機(jī)圖形技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并結(jié)合了鉆井工程的實際工藝，改變了原有的鉆井培訓(xùn)方法。它為用戶提供了起下鉆、鉆進(jìn)、井控和鉆井事故及復(fù)雜情況處理等作業(yè)的操作過程模擬，主要用于鉆井司鉆、鉆井技術(shù)人員的操作培訓(xùn)和安全培訓(xùn)，并為學(xué)員培訓(xùn)考核提供了教師評分系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)培訓(xùn)過程中客觀上無法解決的技術(shù)難題。作為新型的針對油田具體情況開發(fā)的培訓(xùn)系統(tǒng)，鉆井模擬器有著積極的意義。

2．基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬培訓(xùn)

該設(shè)備是以控制為中心的VM設(shè)備，主要用于鉆井人才的培訓(xùn)。這套虛擬培訓(xùn)設(shè)備運用虛擬現(xiàn)實技術(shù) ，真實生動的模擬了鉆井工藝流程的細(xì)節(jié)。學(xué)員能夠通過對仿真鉆機(jī)設(shè)備的操作，直接觀察到鉆井平臺上的活動以及操作結(jié)果，最終達(dá)到讓培訓(xùn)人員掌握正確操作過程的效果。虛擬培訓(xùn)有以下特征：

2．1 仿真性

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下，虛擬培訓(xùn)設(shè)施與真正的培訓(xùn)設(shè)施功能相同，操作方法也一樣，學(xué)員通過虛擬培訓(xùn)設(shè)施訓(xùn)練技能與現(xiàn)實培訓(xùn)基地里同樣方便。這是因為虛擬培訓(xùn)環(huán)境無論是現(xiàn)實的環(huán)境還是構(gòu)想的環(huán)境，都是虛擬的但又是逼真的。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使受訓(xùn)者難以分辨真假的程度。

2．2 開放性

虛擬培訓(xùn)環(huán)境可以為所有受訓(xùn)者在任何時間、地點提供各種培訓(xùn)的場所。實際上，虛擬培訓(xùn)環(huán)境的內(nèi)涵是廣泛的，它不同于傳統(tǒng)的培訓(xùn)基地概念，它具備可以進(jìn)行類似于傳統(tǒng)培訓(xùn)項目的環(huán)境，但更擅長的是使學(xué)員置身于培訓(xùn)項目對象中的逼真環(huán)境。凡是受訓(xùn)者可以通過有關(guān)器具操作，來學(xué)習(xí)或訓(xùn)練某種技能的虛擬環(huán)境，并都?xì)w之于虛擬培訓(xùn)環(huán)境。

2．3 超時空性

虛擬培訓(xùn)環(huán)境具有超時空的特點，它能夠?qū)⑦^去世界、現(xiàn)在世界、未來世界、微觀世界、宏觀世界、客觀世界、主觀世界幻想世界等擁有的物體和發(fā)生的事件單獨呈現(xiàn)或進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并可隨時隨地提供給學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)。

2．4 可操作性

受訓(xùn)者可通過使用專門設(shè)備，用人類的自然技能實現(xiàn)對虛擬環(huán)境的物體進(jìn)行操作，就像在現(xiàn)實世界中一樣。

2．5 對應(yīng)性

學(xué)員的培訓(xùn)內(nèi)容與虛擬環(huán)境是密切對應(yīng)的。例如，學(xué)員要學(xué)習(xí)飛行器駕駛技術(shù)，那么虛擬環(huán)境就是飛行器飛行的模擬環(huán)境。對應(yīng)性將能為受訓(xùn)者設(shè)定各種復(fù)雜的情況，以提高受訓(xùn)者的應(yīng)變能力，從而使得他們在實際環(huán)境下能得心應(yīng)手的處理各種情況。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能按每個學(xué)員的基礎(chǔ)和能力，對應(yīng)性的開展個性化的教育培訓(xùn)。

3．鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的分析與設(shè)計

計算機(jī)圖形學(xué)是研究現(xiàn)實場景計算機(jī)顯示的科學(xué)，也是利用計算機(jī)處理人類所能看見的圖景的手段和方法。視景仿真技術(shù)是以計算機(jī)圖形學(xué)為理論基礎(chǔ)的三維模型動態(tài)顯示技術(shù)，基本原理是：根據(jù)觀察點及觀察方向?qū)鼍斑M(jìn)行實時計算和實現(xiàn)，并做到對三維復(fù)雜環(huán)境中物體運動的實時交互控制，產(chǎn)生良好的動畫效果。實現(xiàn)三維模型視景的實時動態(tài)顯示，一方面要求計算機(jī)硬件有高速運算能力和很強(qiáng)的三維圖形處理功能；另一方面還要求在算法和軟件上有所發(fā)展，以便在硬件平臺上取得更好的實時動態(tài)顯示效果。視景仿真系統(tǒng)是鉆井模擬器的重要組成部分，它提供給用戶一個三維的真實感視覺環(huán)境。

3．1 鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)分析

鉆井模擬器在虛擬培訓(xùn)過程中需要模擬井場環(huán)境和操作結(jié)果，這就需要視景仿真系統(tǒng)根據(jù)鉆井模擬器司鉆控制臺的操作過程，實時模擬出井場環(huán)境的變化和司鉆、井控操作對鉆井過程的影響。在現(xiàn)實的司鉆和井控過程中，操作錯誤和地質(zhì)環(huán)境變化都是事故的誘因，在鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)中也模擬了事故發(fā)生過程和事故排除的情況。實時地顯示鉆井過程中的數(shù)據(jù)，計算參數(shù)。根據(jù)司鉆臺操作的具體行為，依照物理模型和數(shù)學(xué)模型來模擬設(shè)備運動的過程，使得鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的三維動畫過程更貼近現(xiàn)實。

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)需要對井場設(shè)備、自然環(huán)境、井下情況進(jìn)行實時的動態(tài)模擬，使培訓(xùn)者在培訓(xùn)過程中除了學(xué)習(xí)操作知識 ，還能更有效、直觀的學(xué)習(xí)到理論知識。硬件設(shè)施和三維圖形軟件的結(jié)合實現(xiàn)了虛擬模擬系統(tǒng) ，培訓(xùn)人員能夠通過這套虛擬培訓(xùn)設(shè)備完成所有鉆井工作人員所需要的專業(yè)知識和實際操作技術(shù)。

3．2 實時場景系統(tǒng)組成

根據(jù)鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的需要，開發(fā)過程在Windows xP平臺上，建模部分使用3D MAX完成機(jī)械部件的模擬，模型的管理由3D Explorer~成，并實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)文件的轉(zhuǎn)換導(dǎo)出。程序?qū)δＰ偷目刂朴蒀++Builder6．0實現(xiàn)，整個開發(fā)過程基于OpenGL2．0。

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的實時場景組成包括以下幾個部分：三維圖形實體模型、鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)控制程序、GLSL編寫的渲染效果。

在整個組成部分中，最重要的是鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)控制程序，在程序中完成了以下工作：場景初始化、工藝動畫控制、與主控機(jī)通信、參數(shù)顯示、碰撞處理以及特效渲染。

場景初始化：由于鉆井工藝的復(fù)雜性和虛擬培訓(xùn)的操作性，每個作業(yè)當(dāng)前場景都有所不同。在一個新的作業(yè)開始前，圖形程序在接收到控制機(jī)發(fā)出的作業(yè)指令后初始化當(dāng)前場景，例如：鉆井平臺上各操作部件當(dāng)前的數(shù)量、狀態(tài)以及位置。

工藝動畫控制：在完成規(guī)定工藝作業(yè)的過程中，司鉆控制臺做出的每一個動作都將轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給主控機(jī)，再由主控機(jī)發(fā)送協(xié)議數(shù)據(jù)給圖形程序，圖形程序得到參數(shù)后，做出具體反映。在圖形機(jī)上體現(xiàn)出鉆臺上各種控制系統(tǒng)的運動參數(shù)、具體動作、視圖選擇(包括上視角、井下視角、防噴器視角、多視圖顯示等)等。

與主控機(jī)通信及參數(shù)顯示：主控機(jī)的設(shè)計主要由鉆井模擬器設(shè)計的需求決定，由于這套儀器主要用于虛擬培訓(xùn) ，教師和學(xué)生之間有教與學(xué)的關(guān)系，主控機(jī)能夠提供給教師一個教育平臺，提供作業(yè)調(diào)度、控制、評分等功能，與此同時，傳遞司鉆控制臺上發(fā)來的各項數(shù)據(jù)，并把與操作有關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)給圖形機(jī)，即鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)，兩方通信，傳遞參數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在屏幕上顯示操作過程中需要操作者了解的參數(shù)值。

碰撞處理：在三維圖形的運動仿真過程中是不允許有“穿墻而過”的狀況發(fā)生的，因此要對運動物體作碰撞檢測的處理。為了遵循模型運動的真實感，鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)當(dāng)然也包括碰撞的檢測與處理部分。

渲染特效：實現(xiàn)對火焰 、氣泡 、液體噴涌效果的模擬，使用GLSL實現(xiàn)電影級的光照效果，可以分別模擬白天，夜晚，探照燈等光照模式，大大地提高了圖形效果和真實感。

3．3 鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)設(shè)計

一個性能優(yōu)越、功能完備的系統(tǒng)需要在設(shè)計階段就進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計規(guī)劃。這樣，在后期的開發(fā)過程中才能完成高質(zhì)量的軟件項目。鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的設(shè)計遵循面向?qū)ο蟮脑瓌t，在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和兼容性等方面都有突出的表現(xiàn)。

3．4 系統(tǒng)特點及設(shè)計目標(biāo)

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)要求有以下特點：

1)可以生成高質(zhì)量的圖形，實現(xiàn)實時的可控動畫。

2)圖形的生成快速穩(wěn)定，對圖形硬件要求不高。目前，系統(tǒng)配置為NVIDA6800，NVIDA6系列以上顯卡都可以實現(xiàn)高質(zhì)量的圖形動畫。

3)提供給用戶多角度、多視圖的工作窗口，方便用戶定位觀測，在操作過程中既能觀察整個場面，又能集中觀察工藝作業(yè)下重要部件的工作過程。

4)建立模型細(xì)致、真實 ，宏觀模型和微觀模型通過軟件和程序分別建模，真實感程度高。

經(jīng)過分析鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)特點后，設(shè)定該系統(tǒng)要達(dá)到以下目標(biāo) ：

可擴(kuò)展性：對于新模型、新器件、新工藝的增加，方便快捷，可以在短時間內(nèi)完成對系統(tǒng)的擴(kuò)展。

兼容性 ：系統(tǒng)可以用于Windows2000／XP平臺，兼容于各種圖形加速硬件。

敏捷性：圖形生成迅速、穩(wěn)定，一般的圖形加速硬件既可滿

足要求；系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到反應(yīng)迅速、操作靈敏的功效。

3．5 基于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計

鉆井模擬器圖形系統(tǒng)的設(shè)計是基于面向?qū)ο蟮模到y(tǒng)規(guī)模較大，設(shè)計復(fù)雜。基于在鉆井工藝中涉及到的物體較多，并且各個物體在不同的方面有不同的特性，因此在設(shè)計之前，應(yīng)確定設(shè)計類的準(zhǔn)則。對本系統(tǒng)而言 ，這里關(guān)心的是用物體如何展現(xiàn)工藝流程 ，所有類的設(shè)計應(yīng)該圍繞物體的動畫功能需要來進(jìn)行。

在鉆井各工藝流程中，大鉤、鉆桿等物體是系統(tǒng)動畫的載體，具有物體自身的方法和屬性，因此 ，可以將其封裝成類。根據(jù)圍繞物體的運動功能來設(shè)計類的思想 ，將液壓大鉗和液壓大鉗的活塞、吊卡的主體和活頁設(shè)計成不同的類，這樣設(shè)計不僅可以使動畫更加逼真，還能提高系統(tǒng)靈活性。