工业智能化虚拟仿真技术
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工业智能化虚拟仿真技术范文第1篇
关键词：自动化发展前景；智能化；集成化；虚拟化
现今，自动化已经深深扎根于各个领域。从机械行业发展来看，印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域，该行业将进一步向机光电一体化发展，向光加工、环保这样的新兴领域拓展。本论文主要讲述机械自动化及其应用前景。
1 机械自动化的发展历程
在20世纪初，机械自动化的概念就早早被提出，当时主要只是应用于制冷领域，经过人们更加广泛地使用和推广，渐渐在整个机械制造行业普及开来。20世纪60年代，市场经济以飞快的速度发展，为适应市场的变化和满足市场各方面的需求，可变的自动化的生产加工系统应运而生了，通过计算机技术的应用，实现了机械制造的可变性，因此提高了机械制造的灵活性和可操作性。这种自动化的软件系统基本上不改变制造过程，自动的经验和自动的信息处理与判断分析是通过一定的机械生产设备实现的，不仅如此，还可以通过在管理过程中对这些自动实现进行预期操作。在生产过程中可以实现生产制造的自动化，还极大地方便了生产材料的更换。然而，当时的自动化系统并不能很好地适应现代化企业的生产需求。当前，自动化技术大部分都是在操作过程中的自动化，随着市场竞争越来越激烈，要想在激烈的竞争中站稳脚跟，必须要坚持不懈的努力，持续的创新，抓住机遇，推动自动化技术的发展。
2 机械自动化在机械制造中的应用
2.1 智能化应用
为了跟上经济与科学发展的脚步，机械制造工业对相应的制造技术也提出了要求。在这种技术需求的推动下，机械制造技术得到了相应的改进和提高，并且使机械制造自动化得以应用到实际生产中。机械制造技术在原有基础上不断改进，对于落后的制造加工理念要坚决摒弃，对于旧的技术，要不断开发出新的技术进行更新换代，简而言之，就是取其精华，去其糟粕。同时，对于商品的概念，要有深刻的理解，从而使制造加工方案更加合理，更加完善，制造出精益求精的商品。智能化应用到机械制造中，即将机械制造技术、自动化技术、人工智能技术以及计算机应用技术等多种技术进行结合，通过这些技术的有机融合，渗透，形成一种全新的，综合性的制造技术，从而达到全方位提高机械制造工艺性能的目的。在实际应用中，智能化制造技术不仅可以实现人工智能，还能够对专家或技术人员的思维活动进行模拟。由于智能化技术的特殊性，对于自身行为监控等专家无法完成的工作，利用智能化技术就可以轻松实现。智能化系统具有与专家相同的智慧、逻辑思考能力，可以把专家从繁重的脑力劳动中解脱出来，改变了以前的只能模拟和减轻体力劳动的局面，具有划时代的意义。
2.2 集成化应用
集成化应用在机械制造中是一项全新的技术。集成化技术主要用于实现机械产品制造速度的提升。通过信息化技术的应用，集成化技术实现了机械制造过程的优化，让机械制造过程向着精简化和集成化的方向发展。在机械制造过程中，往往会应用到各个领域的先进技术，如微电子技术、通讯技术等，而这些技术并不是孤立存在的，而是彼此之间相互作用、紧密结合的，于是，新的高新技术也在融合的过程中应运而生，比如目前被广泛应用的计算机辅助技术、柔性制造技术等。想要为了推动这些高新技术的发展与产生，必须充分利用现有的技术和设备，并且进行合理的整合与集成，产生出新的管理应用技术。通过集成化技术的应用，不仅可将生产制造企业内部所有的生产工作、经营管理活动进行整合，使之形成一个完整、统一的整体，还可从原有的机械制造基础上实现柔性生产模式的变革，以人为活动主体，保证企业产品的生产质量，并实现产品生产质量与服务质量的和谐统一。
2.3 虚拟化应用
虚拟制造技术是由多学科相互配合的综合技术系统。包括现代机械制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、多媒体技术、信息技术等多种技术。虚拟制造技术以仿真技术和系统建模为基础，利用信息技术、仿真计算机技术对现实机械制造活动过程进行仿真。通过对机械制造过程进行仿真，可以及时发现机械制造中可能出现的问题，制订出相应的解决方案。旧的生产方式下，产品研发和产品试制，必须通过设计和实际的生产试验才能达到试制新产品的目的，开发过程中有很多不确定性，遇到技术难题就要修改设计方案，重新试制新产品，不仅加大了产品的生产周期，还浪费了资源，提高设计成本。而采用虚拟制造技术就可以避免这些现象的发生，仅仅通过计算机来进行模拟和仿真，缩短机械产品开发周期的同时还降低了成本，提高机械产品竞争力。
3 自动化技术在我国的发展趋势
网络虚拟化的制造方式：
网络虚拟制造技术依靠计算机技术、其他交互设备和强大的软硬件功能，通过计算机工作平台，相互协调构建出一个虚拟环境。在这个虚拟的环境中，把人类的知识、人类的技术和人类的感知能力参与其中，从而形成一种全新的人机界面互动形式，对生产活动进行全面的建模和仿真。通过与虚拟世界中的对象进行交互作用，对于产品从设计开发到生产制造的每一个环节进行仿真和模拟。除此之外，还可以对产品性能进行全面模拟试验，对产品的设计和制造合理性、制造周期进行预测。在产品没有生产之前，就对设计的可行性、经济性、合理性进行全面的考核，有效避免不合理的设计和资金投入，从而达到资源的最优化配置。
参考文献：
[1] 陆宁，樊江玲.机械原理[M].清华大学出版社，2012：2.
[2] 何用辉.自动化生产线安装与调试[M].机械工业出版社，2011：12.
作者简介：益聪（1994―），男，陕西西安人，沈阳理工大学本科在读。
工业智能化虚拟仿真技术范文第2篇
【关键词】机械制造 自动化技术 发展趋势 改进措施
随着机械制造技术与自动化技术的快速发展，自动化技术不断与机械制造技术接轨，并获得了较大的发展，自动化技术在我国机械制造业的应用越来越广泛，极大地提高了机械制造的生产效率与质量，促进了我国机械制造业的发展。本文对自动化技术在机械制造领域中的应用进行了探讨，并指出了自动化技术的发展方向与改进措施，以进一步提升机械制造企业的经济效益与市场竞争力。
一、机械制造自动化技术的发展趋势
现阶段，随着自动化技术在机械制造业中的大规模应用，我国的机械制造自动化技术正朝着虚拟化、智能化和集成化的方向发展，自动化技术与集成制造、计算机辅助设计、辅助管理等理念的联系越来越紧密，为机械制造业的发展提供了强有力的技术支持与保障。
（一）虚拟化
机械制造中的虚拟化主要体现在多媒体技术、计算机技术、控制理论、人工智能、现代制造工艺和信息管理等方面，虚拟化技术以计算机仿真模拟技术为基础，是一项多学科交叉的系统技术，具有很强的综合性。虚拟化技术在机械制造领域的应用，可以充分利用信息技术和计算机仿真技术对现实中的机械制造过程进行仿真模拟，提前预知机械制造过程中可能会出现的问题，并及时采取技术预防措施，做到防患于未然，从而确保机械制造产品的制造过程顺利开展。总而言之，虚拟化技术在机械制造领域内的应用，可以有效缩短机械产品的开发周期，从而降低生产成本，提高机械制造企业的市场竞争实力。
（二）智能化
机械制造自动化技术的智能化可以理解为一种人机一体化的智能系统，这种机械制造智能系统可以在机械产品的生产制造过程中，实现智能化的人机交互活动，如工艺构思、命题判断、逻辑分析与处理等。机械制造领域中的“机械智能”主要表现为良好的工作界面，通过智能化系统实现生产制造过程中的人机互动交流，极大地提高机械制造工业的效率与水平。在机械生产和设计过程中，智能化系统可以利用模块化的方法，使机械制造系统具有更强的适应性能与可协调性。此外，对于企业的生产操作人员，智能化系统可以创造一个高效、安全的生产环境；对于企业和社会，智能化系统可以实现合理竞争与充分协作；对于环境，智能化系统可以节约资源和能源，使机械制造全过程做到无污染，并可以充分回收利用生产过程中产生的废品。
（三）集成化
在机械制造领域中，利用计算机的集成技术是主要发展方向之一，也将是未来机械制造企业的主要生产方式。机械制造自动化技术中的集成系统可以看作是若干个子系统组成的整体。一般情况下，信息自动化集成系统可以看作是由自动化信息管理、自动化制造、自动化工程设计等子系统组成，这些子系统共同组成一个相互关联的信息自动化集成系统。
二、机械制造自动化技术的改进措施
（一）加强自动化技术的研究
自动化技术对现代化机械制造产业的发展具有很大的推动作用，但是与其他发达国家相比，我国机械制造领域的自动化技术水平还比较低，严重制约着我国机械制造自动化技术的发展，使机械制造企业无法根据外界的随机因素与干扰因素进行动态调整。为此，必须加强对自动化技术的研究，实现机械制造业的根本性改变，以计算机技术为基础，变革传统的机械制造生产模式，向高、精、尖的方向发展，通过自动化技术与工程技术制造出更多高性能、高质量的机械产品，将产品生产周期中的信息表示、获取、操作与处理集为一体，以统一的控制系统达到信息集成的目标。
（二）加强自动化技术人才的培养
现阶段，机械制造领域的市场竞争不仅是财力与物力的竞争，也是专业技术人才的竞争，只有高素质、高质量、高水平的专业技术人才，才能提升企业的核心竞争力，使企业在激烈的市场竞争环境中取得优势地位。目前，虽然很多自动化专业的学生具有扎实的自动化理论知识，但是缺乏自动化应用的实践经验，再加上很多机械制造企业缺乏完善的人才管理体制，疏于管理，这些都阻碍了机械制造自动化技术的发展。为了促进我国机械制造自动化技术的发展，必须加强对高素质、高质量、高水平人才的培养，进一步完善人才培养机制，使更多的高素质自动化技术人才进入到机械制造队伍中来，并以自动化技术的科研队伍为支撑，形成一支高水平的自动化技术人才队伍。此外，要制定出相应的约束和激励机制，充分激发科研人员的积极性与工作热情，对作出巨大贡献的科研人员进行物质和精神奖励。
（三）拓展自动化技术的应用领域
当前，由于我国对自动化技术的科研投入和资金投入的力度有限，导致我国自动化技术的应用领域还不够广泛，仅仅将自动化技术应用于数控系统的传统模式中，机械制造产品的质量与性能无法得到大幅度的提升，使我国的机械产品与其他发达国家相比仍有很大的差距。为此，要不断拓宽自动化技术的应用领域，突破应用领域的局限性，在机械制造生产过程中引进柔性制造系统、计算机制造系统和智能化制造系统，有步骤地拓展自动化技术的应用领域。
三、结语
随着社会经济的快速发展，机械制造技术已经得到广泛的应用与推广，促进了机械制造领域的技术创新，进而推动了经济的发展。现阶段，机械制造自动化技术正逐步向虚拟化、智能化、集成化的方向发展，只有加强对自动化技术的研究，加强技术人才的培养并不断拓宽自动化技术的应用领域，才能够进一步提高机械制造自动化技术的发展水平，促进我国机械制造业的发展。
参考文献：
[1]崔连玉.自动化技术在机械制造中的应用分析[J].世界家苑，2012（07）
[2]陈趁.关于机械自动化技术应用与发展前景的探索[J].城市建设理论研究（电子版），2012（23）
工业智能化虚拟仿真技术范文第3篇
其内涵都是重点推进制造业向“智能化”转型，包括构建“智能工厂”与组织“智能生产”，从而进一步提升国际竞争力。智能生产时代，人类劳动将更多地作为一个变量而不是一个常量参与到生产过程当中，每个生产者都有可能为个性化产品的最终形态提供创造性贡献，而不再只是机械地将少数创新者的设计变成产品。工人不再从事简单的操作，而是智能生产系统中的管理者，需要较高的分析问题、解决问题的能力。这些都充满着对技术的崇尚，对人才的渴求。对于培养一线操作工人的职业教育而言，更是提出了全新的要求。传统职业教育偏重显性技能，重视可量化、可测试的操作技能，而轻视解决问题能力、自主学习能力等隐性的、难以测量的技能，客观上造成职业院校毕业生能力结构单一、发展潜力和后劲不足，更无法满足智能制造的时代需求。
这场深刻的工业革命，从技术层面看，无疑是因为信息技术的飞速发展带来的，信息技术既给我们带来新一轮的工业革命，也为职业教育教学带来一次革命性的变革，培养高素质、高技能的专业人才同样需要信息技术的支撑。信息技术，特别是互联网技术的发展，对教育的影响不仅表现在技术和手段的运用上，而且给教育发展带来理念上的变化，它使教育内容、方法和模式发生深刻变革。教育信息化的关键在于要将信息技术融入到教育教学的全过程，运用信息技术逐步改变原有的教育教学过程与模式，实现以知识传授为主的教学方式向以能力素质培养为主的教学方式的转变，并根据社会发展和学习者的需求，进一步突破传统教学活动的时空限制，提升教育教学的效率与质量。
“以教育信息化带动教育现代化”成为我国推进教育事业改革发展的战略选择。为此，《教育部关于加快推动职业教育信息化发展的意见》(教职成[2012]5号)中明确提出了职业教育信息化建设的基本思路和总体目标。同年12月，全国职业教育信息化建设工作会议在江苏南京召开，教育部鲁昕副部长提出了职业教育信息化建设的八项具体工作任务：一是树立以信息化推动职业教育科学发展的理念，推动现代信息技术深度融入教学和管理的核心业务;二是大幅度提高职业教育信息化建设的基础能力;三是大力推进优质数字化资源开发和共享;四是努力创新技术技能人才培养模式;五是着力提升职业教育管理信息化水平;六是全面加强信息化人才队伍建设;七是建设文明和谐的校园网络文化;八是拓展信息化国际合作与交流。教育部从2012年起，已连续三年印发《教育信息化工作要点》，推动教育信息化建设与发展。
吉林省大部分职业院校已经充分意识到将信息技术广泛应用到教学实践中是教育发展的必然趋势，要顺应社会发展，就必须大力推动职业教育信息化建设，“十二五”期间，职业院校计算机及其配套设施覆盖率几乎达到100%，85%的学校进行了数字化校园等一系列教育信息化建设。但是，许多学校在信息化建设过程中还存在一定误区，主要表现在：一是建设理念存在误区。
许多学校将信息化建设重点放在多媒体和网络信息技术上，推动主体放在网络中心或者电子图书信息中心等信息技术部门，虽然配备了数量足够的计算机基础设施，但由于广大师生没有参与进来，导致空置率高或应用效率低下;二是建设模式存在误区。许多学校在信息化建设上缺乏长远规划，多是一次性、临时性投人，后续建设、后续应用考虑少，而且重硬件、轻软件现象严重;三是应用导向存在误区。许多学校在信息化资源应用上没有体现出信息技术与课程资源整合的实质性内涵，没有通过信息化教学激发学生学习的主动性、探究性和培养学生自主学习的能力。甚至课堂上只做为电子板书、电子教案等浅层次应用。
鉴于此，笔者认为推进职业院校信息化教学应用能力应从以下几个方面人手：
一、将信息技术与教育教学深度融合是教育信息化建设的重中之重。深度融合指的是信息技术与教育教学要相互促进，共同发展。要将信息技术引入教育教学全过程，改变教学模式，形成新的教学方法和模式，发挥信息技术对教学改革的推动作用。美国可汗学院和斯坦福大学开发的大型网络公开课程(MOOC)，就是信息技术与教育结合的典范。用信息技术变革了传统教学组织形式，改进了课程设计和课堂教学，激发了学生学习兴趣和提高了学生自主学习能力。慕课、微课的出现，使翻转课堂教学模式成为可能。
二、应用驱动是信息技术与教学深度融合的切入点。要从教学目标和学生需求出发，以信息技术促进教学模式和学习方式的变革为目标来安排教育信息化工作。只有聚焦信息技术在教学中的应用，特别是课堂中的应用，为职业院校学生创设模拟工作、学习情境，才能找到信息技术与教育教学的融合点，才能体现信息技术对于促进教学改革、提高教学质量的强大支撑作用。
应用驱动的重点就是推动“课堂用”和“普遍用”，“课堂用”就是要在课堂教学的主战场中应用，并且每门课都要用。“普遍用”就是信息技术应用的常态化，要将信息技术应用成为师生教与学的一种习惯和常态。用中教、用中学、用中提高。逐步实现“宽带网络校校通”、“优质资源班班通”、“网络学习空间人人通”。
三、虚拟仿真技术是职业教育信息化建设的突破口。职业教育重在技能培养，职业教育信息化推进中最值得关注的就是数字化虚拟仿真技术在教学中的应用。虚拟仿真软件既可以作为辅助课堂教学的工具，也可用于职业情境创设、工作过程(操作过程)展示、协作交流等教学活动的开展。
职业院校普遍面临实习难、实训难这些问题的困扰，模拟仿真技术可以解决在实训教学中遇到的危险性高、耗材花费大、指导教师数量不足等问题。虽然模拟仿真不能完全取代教学实训，但在实际教学中，往往会起到事半功倍的效果，模拟仿真与实训教学二者有机结合起来，进行优势互补、相互促进，对于提高职业教育教学质量具有无法比拟的优势。
工业智能化虚拟仿真技术范文第4篇
【关键词】数字化工厂工艺规划仿真优化
中图分类号：S220文献标识码： A
1引言
围绕激烈的市场竞争，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量、产品差异化等压力。如何快速适应市场的变化，实现从“以产定销”到“按订单生产”模式转变？数字化工厂提供了较为理想的解决方案。
2 数字化工厂概述
数字化工厂是BIM(建筑信息模型)技术、现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。
2.1数字化工厂
2.1.1数字化工厂的概念
数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，根据虚拟制造原理，在虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、优化和重组的新的生产组织方式。它是在设计建造阶段，建立全面、详实的信息，包括材料、工艺、设备运行管理等全生命周期的信息档案数据库，利用BIM(建筑信息模型)技术指导建筑物、构筑物及设备的科学使用和维护，为信息化、标准化管理提供数据基础平台，加上CAD、EEP、MEP等应用管理系统，实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递，既链接了生产过程的各个环节，又与企业经营管理相互联系，进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性以及管理者的效率，从而实现管理和控制数字化、一体化的目标。
2.1.2数字化工厂的优势
数字化工厂利用其工厂布局、工艺规划和仿真优化等功能手段，改变了传统工业生产的理念，给现代化工业带来了新的技术革命，其优势作用较为明显。
预规划和灵活性生产：利用数字化工厂技术，整个企业在设计之初就可以对工厂布局、产品生产水平与能力等进行预规划，帮助企业进行评估与检验。同时，数字化工厂技术的应用使得工厂设计不再是各部门单一地流水作业，各部门成为一个紧密联系的有机整体，有助于工厂建设过程中的灵活协调与并行处理。此外，在工厂生产过程中能够最大程度地关联产业链上的各节点，增强生产、物流、管理过程中的灵活性和自动化水平。
缩短产品上市时间、提高产品竞争力：数字化工厂能够根据市场需求的变化，快速、方便地对新产品进行虚拟化仿真设计，加快了新产品设计成形的进度。同时，通过对新产品的生产工艺、生产过程进行模拟仿真与优化，保证了新产品生产过程的顺利性与产品质量的可靠性，加快了产品的上市时间，在企业间的竞争中占得先机。
节约资源、降低成本、提高资金效益：通过数字化工厂技术方便地进行产品的虚拟设计与验证，最大程度地降低了物理原型的生产与更改，从而有效地减少资源浪费、降低产品开发成本。同时，充分利用现有的数据资料（客户需求、生产原料、设备状况等）进行生产仿真与预测，对生产过程进行预先判断与决策，从而提高生产收益与资金使用效益。
提升产品质量水平：利用数字化工厂技术，能够对产品设计、产品原料、生产过程等进行严格把关与统筹安排，降低设计与生产制造之间的不确定性，从而提高产品数据的统一性，方便地进行质量规划，提升质量水平。
2.2数字化工厂的差异性
“数字化工厂”贯穿整个工艺设计、规划、验证、直至车间生产工艺整个制造过程，在实施过程需要注意系统集成方面的问题，“数字化工厂”不是一个独立的系统，规划时，需要与设计部门的CAD/PDM系统进行数据交换，并对设计产品进行可制造性验证（工艺评审），同时，所有规划还需要考虑工厂资源情况。所以，“数字化工厂”与设计系统CAD/PDM和企业资源管理系统ERP的集成是必须的。同时，“数字化工厂”还有必要把企业已有的规划“知识”（如工时卡、焊接规范等）集成起来，整个集成的底部是PLM构架。
同时，类似于PDM系统和ERP系统，每个企业都有自己的流程和规范，考虑到很多人都在一个环境中协同工作（工艺工程师、设计工程师、零件和工具制造者、外包商、供应商以及生产工程师等），随时会创建大量的数据，所以，“数字化工厂”规划系统也存在客户化定制的要求，如操作界面、流程规范、输出等，主要是便于使用和存取等。
3 数字化工厂的实现与应用
数字化工厂以突出的功能优点，在工业生产，尤其是制造业生产中具有广泛的应用，但其实现过程也涉及多种关键技术。
3.1数字化工厂的关键技术
数字化工厂涉及的关键技术主要有：数字化建模技术、虚拟现实技术、优化仿真技术、应用生产技术。
数字化建模技术：数字化工厂是建立在数字化模型基础上的虚拟仿真系统，输入数字化工厂的各种制造资源、工艺数据、CAD数据等要求建立离散化数学模型，才能在数字化工厂软件系统内进行各种数字仿真与分析。数字化模型的准确性关系到对实际系统真实反映的精度，对于后续的产品设计、工艺设计以及生产过程的模拟仿真具有较大的影响。因此，数字化建模技术作为数字化工厂的技术基础，其作用十分关键
虚拟现实技术：虚拟现实技术能够提供一种具有沉浸性、交互性和构想性的多维信息空间，方便实现人机交互，使用户能身临其境地感受开发的产品，具有很好地直观性，在数字化工厂中具有广泛的应用前景。虚拟技术的实现水平，很大程度上影响着数字化工厂系统的可操作性，同时也影响着用户对产品设计以及生产过程判断的正确性。
优化仿真技术：优化仿真技术是数字化工厂的价值所在，根据建立的数字化模型与仿真系统给出的仿真结果及其各种预测数据，分析虚拟生产过程中的可能存在的各种问题和潜在的优化方案等，进而优化生产过程、提高生产的可靠性与产品质量，最终提高企业的效益。由此可见，优化仿真技术水平对于能否最大限度地发挥企业效益、提升企业竞争力具有十分重要的作用，其优化技术的自动化、智能化水平尤为关键。
应用生产技术：数字化工厂通过建模仿真提供一整套较为完善的产品设计、工艺开发与生产流程，但是作为生产自动化的需要，数字化工厂系统要求能够提供各种可以直接应用于实际生产的设备控制程序以及各种是生产需要的工序、报表文件等。各种友好、优良的应用接口，能够加快数字化设计向实际生产应用的转化进程。
3.2常见数字化工厂软件
由于数字化工厂技术在工业生产过程中的优越性，各知名企业竞相开发各种数字化工厂软件，其中较为常见、应用最为广泛的数字化工厂软件主要有eM-Power和Demia等。
eM-Power是由美国的Tecnomatix技术公司开发的数字化工厂软件，它在工业生产中应用十分广泛。该软件架构是建立在Oracle数据库之上的三层结构，它为企业用户提供零件制造解决方案、装配规划、工厂及生产线设计和优化、产品质量和人员绩效等主要功能。这些主要的功能模块建立在统一的数据库eM_Server中，实现整个生产制造过程的信息共享。2007年以来，西门子公司在收购了UGS（UGS于2004年收购了Tecnomatix）的基础上，推出了功能更为强大的Teamcenter 8和Tecnomatix 9，提供工厂设计及优化、制造工艺管理、装配规划与验证、开发、仿真和调试自动的制造过程和质量管理等功能，在各大企业具有广泛应用。
Delmia是由法国的Dassault公司开发的数字化工厂解决方案，该解决方案是构建在Dassault公司的PLM结构的顶层，由其专用数据库（PPR-Hub）统一管理。Delmia的体系结构主要包括：面向制造过程设计的（DPE）、面向物流过程分析的（QUEST）、面向装配过程分析的（DPM）、面向人机分析的（Human）、面向虚拟现实仿真的（Envision）、面向机器人仿真的（Robotics）、面向虚拟数控加工方针的（VNC）、面向系统数据集成的（PPR Navigato）等。它主要由面向数字化工艺规划模块、数字化仿真平台工具集以及车间现场制造执行系统的集成模块等组成。
3.3数字化工厂的应用
数字化工厂是信息化技术发展过程中出现的一种新的企业组织形式，是促进企业现代化发展的新兴技术，目前主要应用在汽车制造、航空航天等大型制造企业。
3.3.1数字化工厂技术在汽车行业的应用。
目前，数字化工厂技术在国内外汽车制造业中得到了广泛应用。在国外，如通用汽车公司使用Tecnmatix eMPower的解决方案，大大缩短了通用公司从新产品设计、制造到投放市场的时间，同时提升了其产品质量。奥迪公司使用eM-Plant进行物流规划仿真，如A3 Sportback项目。通过物流规划仿真不仅使得整个生产物流供应链之间建立起了紧密有序的联系，同时也方便对物流方案进行先期评估和可行性分析。在国内，如一汽大众在车身主拼线工艺设计中采用数字化工厂技术，改善了车身焊接工艺，提高车身焊接质量。上海大众在发动机设计和产品总装领域采用数字化工厂技术，大幅提升了公司的制造技术和产品质量。目前，华晨金杯公司引进西门子的Tecnomatix软件，对产品的总装工艺进行数字化改造。
3.3.2数字化工厂技术在飞机制造业的应用。
在飞机制造业，数字化工厂技术的先进性也得到了充分体现。如美国的洛克希德马丁公司在F35研制过程中，采用数字化工厂技术缩短了2/3的研制周期，降低了50%的研制成本，开创了航空数字化制造的先河。有如波音787飞机在研制过程中采用基于Delmia的数字化工厂技术，实现其产品的虚拟样机。空客A380飞机采用虚拟装配方案，实现整机的三维虚拟装配仿真和验证。不仅国外飞机制造企业在其产品的研制、生产过程中使用数字化工厂技术，国内的飞机制造企业也是如此。如上海飞机制造厂利用数字化工厂技术在三维环境中进行人工装配操作的数字化模拟，提高了人工操作的标准化。而西安航空动力控制公司则采用Tecnomatix的数字化工厂软件对其异型件生产线进行仿真和优化，进行技术改造探索。
3.3.3数字化工厂在铸造行业的探索
共享铸钢团《数字化工厂示范工程》拟运用先进制造理念（如虚拟制造、智能制造、绿色制造、柔性制造等）和先进铸造技术、方法，结合共享集团在铸造行业内领先的制造、技术和管理经验，全面融合先进信息化技术，建设数字化模样生产线、数字化柔性造型生产线、智能化熔炼控制系统、智能体联合控制的铸件精整线、数字化在线检测等综合集成的数字化铸造工厂，在“多品种、小批量、快捷”铸造生产方面达到同行业领先水平，建成一座在铸造行业领先的“数字化、柔性化、绿色、高效”铸造工厂，集成并创造数字化铸造新模式。
4结束语
随着计算机技术、网络技术的飞速发展，数字化工厂技术不断与现代企业相结合，已成为提升企业竞争力的新动力。在当前企业发展的新形势下，数字化工厂技术出现了新的趋势。首先，现场总线技术在数字化工厂中的应用，提升数字化工厂的现场可操作性；其次，应用网络技术，拓展数字化工厂网络互联能力；最后，数字化工厂的智能化发展，实现虚拟仿真与企业真实生产的无缝链接，打造真正的智能数字化工厂。
作者简介
郭兆祥（1976-）男，硕士研究生，从事技术质量管理工作。
参考文献.
[1]李险峰.DELMIA让数字化工厂成为现实[J].CAD/CAM与制造业信息化，2006，(9)：48-50.
工业智能化虚拟仿真技术范文第5篇
【关键词】 金属结构 焊接工艺 计算机技术 应用范围
1 引言
近年来，随着计算机技术的飞速度发展，社会经济建设和人民日常生活都随之发生着巨大的改变。在金属结构焊接领域，计算机技术以极快的速度向焊接科研、生产、管理等领域不断渗透，在焊接过程控制、焊接结构设计与制造、焊接工艺管理、焊接自动化控制、焊接数值模拟、焊接质量预测等方面，都得到了极大的应用，为提高焊接工艺技术和焊接质量创造了平台基础。
2 计算机技术在焊接设备中的应用
计算机技术与焊接设备的融合出现了数字化焊接设备，早期的数字化焊接设备大多采用单片机、DSP等数字芯片进行，可以很方便利和通讯接口，实现PC机与数字化焊机、数字化焊机与机器人等之间的通讯，实现数字化焊机内部送丝机、水冷装置、焊枪的数字化控制，提供更高的控制精度和更好的兼容性能。自1998年奥地利Fronius全数字化焊机进入市场以来，新型数字化焊机的研究成为了国内外焊接工作者的主要研究领域，经过十余年的发展，数字化焊机在人机交互系统方面得到了深入的开发。但是，我国国内数字化焊机的研究还入于起步阶段，现阶段国内自主研发的新型数字化焊机，其性能和功能同国外先进焊机相比还有较大的差距。据资料显示，目前日本拥有两百余万台数字焊接机器人，被广泛应用于汽车制造、航空制造、建筑结构等各个领域，大幅提高了焊接质量和焊接效率，在经济建设中起着至关重要的作用。
3 节能高效焊接工艺及自动化技术
随着数字化技术的不断成熟，自动化焊接技术得到了巨大的发展，在焊接领域得到广泛的应用，据统计，发达工业国家焊接自动化率已经超过80%，而我国还远远不足，在今后十年，将是我国自动化焊接技术高速发展的十年。在三峡工程、船舶工程、航天工程、西气东输工程等国家大型基础工程的金属结构焊接领域，焊接自动化技术得到了有效的应用，并推动了我国金属结构焊接领域向“高效、自动化、智能化”发展的速度。熔化极气体保护焊取代了传统手工电弧焊成为金属结构焊接主流，高效、节能的自动化智能型逆变焊机使焊机操作更为简单，在提高焊接质量的同时，并有效的减少了操作人员。目前，金属结构焊接自动化研究领域，正着重于焊接过程控制系统的智能化、焊接柔性化技术、焊接电源动感特性等方面，焊接操作正由“技艺”向“科学”迅速演弯。
4 虚拟焊接模拟仿真技术
焊接是金属结构应用领域最为广泛的材料连接方式之一，在我国应用极为广泛，但在我国金属结构焊接领域，还存在许多落后的焊接工艺，虚拟焊接模仿仿真技术在金属结构焊接领域的应用，利用计算机对焊接数值进行模拟仿真，有效的对传统焊接工艺进行了改进，加速了我国焊接信息化与工业化融合的进程。目前，焊接工艺的仿真，主要采用计算机技术和有限元数值模拟，对焊接温度场、残余应力、焊缝变形等各方面的参数进行模拟，寻找出优化焊接工艺的参数，包括如焊接材料、夹具条件、温控、焊接流程等参数，为改善焊接部件制造，提高焊接质量，优化焊接流程等提供科学依据。目前，虚拟焊接模拟仿真主要集中在焊接温度场的数值模拟、焊接金属学和物理过程的模拟、焊接应力与变形的数值模拟、焊接接头的力学行为和性能的数值模拟、焊缝质量评估的数值模拟、具体焊接工艺的数值模拟等几个方面。
5 焊接质量预测与监控技术
随着金属结构焊接领域向大型化、高参数方向发展，以及低合金高强钢、中高合金钢等金属材料的广泛应用，对焊接质量的要求越来越高。传统的焊接质量检测都是通过对焊后产品进行检测来保证焊接质量，这种检测方法需要进行大量的重复性试验，造成人力、物力的浪费。计算机技术的深入应用，包括热弹塑性有限元模型预测技术、固有应变法预测技术、基于人工神经网络的预测技、基于数据库技术的预测技术，为焊接变形和残余应力的预测、焊接接头组织性能的预测、焊接裂纹的预测和诊断提供了有效的途径。
在焊接质量监控方面，早在上世纪九十年代，世界先进工业国家就开始将电弧传感器、视觉传感器等同新的控制策略相结合，在焊接生产线上实现了焊接过程质量的在线监测，相对来说，国内在焊接过程质量在线监测方面的还处于研究阶段。目前，焊接过程质量在线监测主要是通过力学质量信息采集法、声光质量信息采集法、焊接过程电参量信号采集法、视觉质量信息采集法等方法，来实现对焊接过程质量的在线采集，并通过基于图像处理算法的质量评判标准，对瞬时的焊接条件和工艺参数，如接缝装配情况、焊缝成形、位置领头、熔透程度、焊接缺陷等进行反馈，实现对焊接质量的在线监控。
6 结束语
计算机技术在金属结构领域的应用，除了改变了传统的焊接设备、提高了焊接工艺和自动化能力、有效的实现了焊接质量的预测与在线监控、有效的初现了焊接工艺的数字模拟仿真外，在材料连接工艺的优化、焊接工程应用管理、焊接资料数据库系统等方面，都得到了极大的应用，使现代焊接技术不断向信息化和智能化方向发展。
【参考文献】
[1] 田爱芬、邓军平、邵水源，《基于知识库的焊接式艺设计专家系统》[J]，西安科技大学学报，2006.2
[2] 中国机械工程学会，《2011年全国计算机辅助焊接工程学术研讨会报告》[J]，中国机械工程学会，2011.8
