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敏捷制造环境下虚拟产品的协同设计模式

研究敏捷制造环境下产品的设计模式。阐述基于客户需求的产品虚拟设计的体系结构,分析网络化协同设计的体系结构和协同模式;在此基础上,提出敏捷制造环境下虚拟产品的协同设计模式。 敏捷制造依赖于各种现代技术和方法,而最具代表性的是敏捷虚拟企业(简称虚拟企业)的组织方式和虚拟产品的设计、开发手段。 组织虚拟企业的企业称为盟主企业,参与虚拟企业的企业称为盟员企业。在敏捷制造环境下进行虚拟产品的协同设计,可以使虚拟企业中成员的设计水平和效率得到快速提高,从而缩短产品的上市时间,提高企业的竞争能力和生存能力。

1 基于客户需求的产品虚拟设计 基于客户需求的产品开发模式能够针对用户需求确定企业的产品开发战略,可以使产品的功能和性能根据用户的具体要求进行改变,使产品的设计、制造和服务全程面向用户;通过产品模型的虚拟设计方法,应用Web技术和虚拟现实技术设计开发原型系统,可以让用户在远程参与定义产品的尺寸、款式、颜色和其他属性。 虚拟制造为虚拟企业提供了全方位的支持,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现,即采用计算机仿真和虚拟现实技术,在计算机上群组协同工作,实现产品的设计、工艺规范、加工制造、性能分析、质量检验以及企业各级工程的管理与控制等产品制造的本质工程,以增强制造过程的管理与控制能力。虚拟制造分为三类:面向设计的虚拟制造、面向生产的虚拟制造、面向控制的虚拟制造。 为了进行虚拟产品设计,应当提供一个协同的虚拟设计环境。虚拟环境下的产品设计包括从概念设计、详细设计到数字样机支持下的各种性能的分析和仿真,并在各种技术的支撑下,实现产品设计阶段的虚拟化。基于客户需求的产品虚拟设计体系结构如图1所示。

2 网络化产品协同设计