虛擬制造在汽車覆蓋件模具制造中的應(yīng)用

1、引言

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的大幅提高，人們對(duì)汽車的需求量越來(lái)越大，汽車模具的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。“質(zhì)量好”、“精度高”、“價(jià)格低”、“交貨期短”等是人們對(duì)現(xiàn)代汽車模具的基本要求。但是，汽車模具是一種大型模具，它體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度和表面粗糙度要求較高，制造相當(dāng)困難。而且，為了減輕模具的重量采用的底座掏空的薄壁式結(jié)構(gòu)和為了維修容易中間型面采用的鑲拼結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了更大的困難。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)汽車覆蓋件零件需要3道或3道以上的工序才能完成，也就是說(shuō)，生產(chǎn)一個(gè)汽車覆蓋件零件至少需要3副或3副以上的模具。如果汽車覆蓋件零件在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮到實(shí)際制造情況，那么設(shè)計(jì)出來(lái)的模具在制造的時(shí)候可能根本就無(wú)法進(jìn)行加工，或者是制造出來(lái)的模具無(wú)法生產(chǎn)出預(yù)期的產(chǎn)品，從而導(dǎo)致模具的報(bào)廢，延長(zhǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，這種經(jīng)濟(jì)損失是無(wú)法想象的。但是，模具在設(shè)計(jì)階段是無(wú)法預(yù)料在制造過(guò)程中將出現(xiàn)的困難的。虛擬制造技術(shù)是一種軟件技術(shù)，是CAD/CAE/CAM/CAPP和仿真技術(shù)的更高階段，它能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)模具從設(shè)計(jì)到制造到檢驗(yàn)的全過(guò)程，根據(jù)虛擬模型的仿真過(guò)程，可以在計(jì)算機(jī)上根據(jù)“實(shí)際”的加工情況來(lái)修改模具的設(shè)計(jì)，避免了在模具制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而達(dá)到縮短模具的開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本、提高生產(chǎn)效率的目的，因而是汽車模具開(kāi)發(fā)最有潛力最實(shí)用最有效的技術(shù)之一。

　　2 虛擬制造(VM)

　　虛擬制造(VirtualM anufacturing)又叫擬實(shí)制造，是80年代后期美國(guó)首先提出來(lái)的一種新思想，它是利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過(guò)程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，使得產(chǎn)品一次性制造成功，以達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。在虛擬制造中，產(chǎn)品從初始外形設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程的建模、仿真加工、模型裝配到檢驗(yàn)整個(gè)的生產(chǎn)周期都是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬和仿真的，不需要實(shí)際生產(chǎn)出產(chǎn)品來(lái)檢驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)的合理性，因而可以減少前期設(shè)計(jì)給后期加工制造帶來(lái)的麻煩，更可以避免模具報(bào)廢的情況出現(xiàn)，從而達(dá)到提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一次成品率，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低企業(yè)的制造成本的目的。

　　虛擬制造自從產(chǎn)生以來(lái)人們就力圖給它一個(gè)統(tǒng)一的定義，但虛擬制造涉及的知識(shí)范圍十分廣泛，不同的研究人員，出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)也不同，因而理解也大不相同，導(dǎo)致虛擬制造至今為止仍沒(méi)有一個(gè)確切的定義。在不同的定義中，我們可以把虛擬制造理解為產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品的虛擬制造技術(shù)和虛擬制造系統(tǒng)3方面關(guān)鍵技術(shù)的一個(gè)技術(shù)綜合。

　　2.1 產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)(VDT)

　　產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)(VirtualD esignT echnology)是面向數(shù)字化產(chǎn)品模型的原理、結(jié)構(gòu)和性能在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，仿真多種制造方案，分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能和可裝配性，以獲得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評(píng)估和性能預(yù)測(cè)結(jié)果，從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，減少制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以到達(dá)降低成本、縮短生產(chǎn)周期的目的。

　　2.2 產(chǎn)品的虛擬制造技術(shù)(VMT)

　　產(chǎn)品的虛擬制造技術(shù)(VirtualM anufacturingTechnology)是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的資源、環(huán)境、生產(chǎn)能力等對(duì)零件的加工方法、工序順序、工裝及工藝參數(shù)進(jìn)行選用，在計(jì)算機(jī)上建立虛擬模型，進(jìn)行加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、連接件之間的連接性、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)性等的仿真分析。通過(guò)分析，可以提前發(fā)現(xiàn)加工中的缺陷及裝配時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，從而對(duì)制造工藝過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)修改，直到整個(gè)制造過(guò)程完全合理，來(lái)達(dá)到優(yōu)化的目的。產(chǎn)品的虛擬制造技術(shù)主要包括材料熱加工工藝模擬、裝配工藝模擬、板材成形模擬、加工過(guò)程仿真、模具制造仿真、產(chǎn)品試模仿真等。

　　2.3 虛擬制造系統(tǒng)(VMS)

　　虛擬制造系統(tǒng)(VirtualM anufacturingS ystem)是將仿真技術(shù)引入到數(shù)控模型中，提供模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的虛擬環(huán)境，即將機(jī)器控制模型用于仿真，使企業(yè)在考慮車間控制行為的基礎(chǔ)上對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制，其目標(biāo)是實(shí)際生產(chǎn)中的過(guò)程優(yōu)化，更優(yōu)的配置制造系統(tǒng)隨著 網(wǎng) 絡(luò) 時(shí)代的來(lái)臨虛擬制造技術(shù)得到了快速的發(fā)展，研究的領(lǐng)域也越來(lái)越寬，除了虛擬制造領(lǐng)域本身包含的虛擬制造的理論體系、設(shè)計(jì)信息和生產(chǎn)過(guò)程的三維可視化、虛擬環(huán)境下系統(tǒng)全局最優(yōu)決策理論和技術(shù)、虛擬制造系統(tǒng)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)、虛擬產(chǎn)品的裝配仿真、虛擬環(huán)境中及虛擬制造過(guò)程中的人機(jī)協(xié)同作業(yè)等內(nèi)容外，現(xiàn)階段專家們正投人大量的時(shí)間精力研究虛擬制造技術(shù)集成系統(tǒng)和相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)。美國(guó)華盛頓州立大學(xué)在PTC的Pro/enginee:等CAD/CAM系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)了面向設(shè)計(jì)與制造的虛擬環(huán)境VEDAM系統(tǒng)，它包括加工設(shè)備建模環(huán)境、虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境、虛擬制造環(huán)境和虛擬裝配環(huán)境。新加坡國(guó)立大學(xué)Lee和Noh等人利用因特網(wǎng)、專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具、HTML/VRML和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)作為工程和生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的虛擬制造原型系統(tǒng)。國(guó)外軟件公司在巨大應(yīng)用需求的推動(dòng)下，也先后推出了Deneb, Multigen, dVISE, World-ToolKit, EA1等一批支持虛擬制造的軟件。虛擬制造技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科多技術(shù)的綜合，它的相關(guān)技術(shù)支持包括仿真技術(shù)、建模技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，把這些技術(shù)很好的集成起來(lái)應(yīng)用是目前研究的重點(diǎn)。

　　3 虛擬制造在汽車覆蓋件模具中的應(yīng)用

　　汽車覆蓋件模具的開(kāi)發(fā)要受到可靠性、美觀性、經(jīng)濟(jì)性、可制造性及可維護(hù)性等多方面的制約。在傳統(tǒng)的汽車覆蓋件模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中，當(dāng)模具設(shè)計(jì)及制造完成后，需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試修改，才能得到滿意的汽車零件。在調(diào)試過(guò)程中，一些成形缺陷，如破裂、起皺、回彈、翹角等問(wèn)題，主要是憑借模具鉗工師的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)試模、修模、再試模、再修模的循環(huán)過(guò)程才能解決。這種方法不但降低了生產(chǎn)效率，而且生產(chǎn)出的模具精度往往達(dá)不到預(yù)期的要求，還會(huì)加長(zhǎng)模具的開(kāi)發(fā)周期。而虛擬制造技術(shù)可以大大縮短這一周期。因?yàn)樵谔摂M現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，設(shè)計(jì)和制造汽車不需要建造實(shí)體模型，工程師可以利用虛擬的“自然”環(huán)境的可視化優(yōu)勢(shì)，把汽車模具的結(jié)構(gòu)分析、虛擬設(shè)計(jì)、部件裝配和性能優(yōu)化等融合在計(jì)算機(jī)虛擬制造系統(tǒng)中進(jìn)行，在綜合考慮汽車車身件的外觀總體布局及零部件之間的相互銜接相互作用等因數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)模具幾何尺寸、技術(shù)性能、生產(chǎn)和制造等方面進(jìn)行交互式的快速建模和仿真分析，從而避免了反復(fù)修模，保證了模具的精度要求;而且因?yàn)樯�成的仿真模型可被直接操縱與修改，數(shù)據(jù)可以反復(fù)利用，因而大大縮短了模具開(kāi)發(fā)的周期Cs-i21虛擬 制 造 技術(shù)與快速成形技術(shù)、反向設(shè)計(jì)、逆向工程、基于知識(shí)的工程設(shè)計(jì)等技術(shù)相比具有非常好的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樘摂M制造技術(shù)具有獨(dú)特的虛擬設(shè)計(jì)制造環(huán)境，可以讓模具整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程完全在虛擬的“實(shí)際”環(huán)境中進(jìn)行，在達(dá)到預(yù)期的性能質(zhì)量等方面的要求后才開(kāi)始進(jìn)行實(shí)物制造，從而使制造出的模具一次性的滿足用戶需求，大大降低了模具的廢品率，減少企業(yè)的開(kāi)發(fā)成本。

　　3.1 汽車覆蓋件模具虛擬制造的開(kāi)發(fā)流程

　　汽車覆蓋件模具的虛擬制造開(kāi)發(fā)流程如圖1所示，首先從產(chǎn)品需求分析開(kāi)始，然后進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，再?gòu)膬?yōu)化設(shè)計(jì)到系統(tǒng)集成，通過(guò)使用相關(guān)開(kāi)發(fā)軟件，在虛擬環(huán)境中，構(gòu)造產(chǎn)品的虛擬模型。這是一個(gè)循環(huán)漸進(jìn)的過(guò)程，基于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需求，采用相應(yīng)的仿真分析工具對(duì)虛擬模型的功能和性能進(jìn)行仿真分析，對(duì)虛擬模型的行為進(jìn)行模擬分析，并基于仿真分析的結(jié)果，通過(guò)反復(fù)建模~仿真分析~模型的改進(jìn)，直到虛擬制造出的模具滿足預(yù)期設(shè)計(jì)的目標(biāo)，才開(kāi)始進(jìn)行實(shí)物制造F1s7。由圖1可知，汽車覆蓋件模具在投人生產(chǎn)前就已經(jīng)通過(guò)了虛擬的“實(shí)際環(huán)境”的檢驗(yàn)，把實(shí)際制造中可能遇到的困難和設(shè)計(jì)上的不合理全部檢驗(yàn)出來(lái)，再讓設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)行修改或者重新設(shè)計(jì)，直到整個(gè)制造過(guò)程能夠完全合理、順利的完成。這樣不但能縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低企業(yè)的研發(fā)成本，還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

        3.2 汽車覆蓋件模具虛擬制造中的關(guān)鍵技術(shù)

　　在汽車覆蓋件模具虛擬制造過(guò)程中，涉及的相關(guān)技術(shù)非常多，任何一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的好壞都會(huì)影響模具的最后質(zhì)量，這也是虛擬制造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展緩慢的原因之一。只有每項(xiàng)技術(shù)都掌握應(yīng)用的很好，虛擬制造出的產(chǎn)品才能和實(shí)際制造出的產(chǎn)品達(dá)成一致，才能達(dá)到減少開(kāi)發(fā)成本、縮短開(kāi)發(fā)周期、提高模具質(zhì)量的目的。其中比較難于掌握而又非常關(guān)鍵的技術(shù):

　　(1) 數(shù) 學(xué) 模型的建立建立一個(gè)簡(jiǎn)單而又能反映動(dòng)態(tài)制造過(guò)程的數(shù)學(xué)模型是虛擬制造技術(shù)在汽車覆蓋件模具中應(yīng)用的關(guān)鍵。數(shù)學(xué)模型建立的不合理，那么虛擬環(huán)境下仿真出來(lái)的制造過(guò)程就會(huì)與實(shí)際制造過(guò)程不一樣，起不到優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的作用，從而達(dá)不到縮短開(kāi)發(fā)周期和減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用的目的。因此，在使用虛擬制造技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)汽車覆蓋件模具的時(shí)候，必須建立一套合理的數(shù)學(xué)模型。在建立數(shù)學(xué)模型的時(shí)候，要認(rèn)真分析汽車覆蓋件模具的特征，根據(jù)模具功能和制造需求，找出其中主要的影響因數(shù)，提出合理的假設(shè)。建立的模型必須能反映模具全部的功能和制造關(guān)系，包括工作時(shí)模具型面受力的變化關(guān)系和沖壓件受力形狀的變化關(guān)系等，這樣才能仿真出實(shí)際的生產(chǎn)關(guān)系，才能預(yù)測(cè)生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造的目的。

　　(2) 系 統(tǒng) 集成與方案評(píng)估是汽車模具虛擬制造中前期工作的基礎(chǔ)。系統(tǒng)集成就是一個(gè)最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，需要諸多的技術(shù)支持，包括計(jì)算機(jī)軟件、硬件、操作系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息等，需要從全局出發(fā)考慮各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，研究各子系統(tǒng)之間的接口關(guān)系。系統(tǒng)集成所要達(dá)到的目標(biāo)— 整體性能最優(yōu)，即所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且全系統(tǒng)是低成本的、高效率的、性能勻稱的、可擴(kuò)充和可維護(hù)的系統(tǒng)。但是對(duì)于一般企業(yè)來(lái)說(shuō)，購(gòu)置齊全仿真分析的軟件系統(tǒng)是一個(gè)高成本的投人，而且，沒(méi)有專業(yè)的人員是無(wú)法讓這些軟件發(fā)揮淋漓盡致的作用的。

　　在計(jì)算機(jī)虛擬制造系統(tǒng)提供的良好的擬實(shí)環(huán)境下，工作人員可以對(duì)建立起的虛擬模型進(jìn)行評(píng)價(jià)與修改。在這個(gè)階段，可以模擬模具的制造過(guò)程，解決各部件制造的可行性和難易性;可以模擬模具的裝配過(guò)程，解決各部件之間的連接性和裝備性及操作的難易程度;可以進(jìn)行虛擬測(cè)試，通過(guò)測(cè)試檢驗(yàn)?zāi)＞叩纳�產(chǎn)能力和生產(chǎn)質(zhì)量。在多種方案中評(píng)定各方案的執(zhí)行難易度、耗費(fèi)成本高低度、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)短度等，選擇最適合生產(chǎn)條件的最優(yōu)生產(chǎn)方案。

　　(3)并行工程實(shí)質(zhì)就是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其零部件和相關(guān)各種過(guò)程的一種系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員與其他人員一起共同工作，在設(shè)計(jì)一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶的要求等。并行工程強(qiáng)調(diào)的是所有工作人員的所有工作同時(shí)進(jìn)行，強(qiáng)調(diào)的是團(tuán)隊(duì)工作精神，因而工作鏈上的每一個(gè)人都有權(quán)利對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行審查，力求讓設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更便于加工、便于裝配、便于維修，制造成本更低，制造周期更短。汽車模具的虛擬制造工程在進(jìn)行初期也必須從汽車模具的總體結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，考慮構(gòu)成虛擬模型各部分之間的相互連接關(guān)系和相互作用關(guān)系，將他們看作一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)和資源的共享，才能使生產(chǎn)出的模具達(dá)到預(yù)期的效果。汽車模具虛擬制造過(guò)程中，每個(gè)部分的工作均由不同的工作人員并行進(jìn)行，但各部分的功能活動(dòng)又存在著大量的相互依賴關(guān)系，要保證各部分工作人員間的工作協(xié)同順利的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)在分布環(huán)境中群體活動(dòng)的信息交換與共享，就必須對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和監(jiān)控，提供并行設(shè)計(jì)的工作環(huán)境，保證并行設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，這是虛擬制造模具縮短開(kāi)發(fā)周期的關(guān)鍵。并行工程實(shí)施的條件就是要有支持各方面人員并行工作、甚至異地工作的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控調(diào)解人員，才可以實(shí)時(shí)、在線地在各個(gè)設(shè)計(jì)人員之間溝通信息、發(fā)現(xiàn)并調(diào)解沖突。一個(gè)適當(dāng)?shù)墓芾碚{(diào)解人員是并行工程中的重要軟件，也是并行工程能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

　　(4)仿真分析與數(shù)據(jù)處理是汽車模具虛擬制造中一個(gè)難點(diǎn)，也是阻礙虛擬制造技術(shù)在企業(yè)中大規(guī)模使用的一個(gè)重要因素。仿真分析需要多方面的技術(shù)支持，數(shù)據(jù)處理需要龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)和有專業(yè)知識(shí)的人才，需要從全局出發(fā)考慮各個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)系，研究各個(gè)子系統(tǒng)之間的接口問(wèn)題。這一技術(shù)需要多領(lǐng)域的專業(yè)仿真軟件協(xié)同工作，需要專業(yè)人員共同研究探討，然而多數(shù)的企業(yè)難以配置齊全所需的仿真分析軟件及具備所需的專業(yè)人員。

　　日本豐田汽車公司利用虛擬制造技術(shù)成功開(kāi)發(fā)出了新車型豐田AVALON。因?yàn)樵谏�產(chǎn)前期就能預(yù)測(cè)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，使得工作人員較早的發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，在設(shè)計(jì)早期階段得到更多的信息，從而降低企業(yè)的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。豐田AVALON在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)周期減少了10個(gè)月，開(kāi)發(fā)人員減少了20%，生產(chǎn)樣車減少70%，開(kāi)發(fā)成本減少了35%;而且生產(chǎn)出的轎車質(zhì)量有了顯著的提高。由此可見(jiàn)，虛擬制造技術(shù)不但能縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，減少企業(yè)的開(kāi)發(fā)成本，而且可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一次研發(fā)成功率。

　　4 虛擬制造目前的發(fā)展?fàn)顩r

　　虛擬制造從提出到現(xiàn)在已歷經(jīng)了20多年，技術(shù)上得到了很大的發(fā)展，應(yīng)用方面也得到了廣泛的擴(kuò)展。在國(guó)外，有很多學(xué)校、研究所、科研單位、大型企業(yè)等都在不斷的研究和應(yīng)用虛擬制造技術(shù)。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已較多地應(yīng)用到汽車開(kāi)發(fā)工作中，已初步形成一種集專業(yè)理論、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)試驗(yàn)等為一身的較為完整的應(yīng)用體系。例如，1995年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的報(bào)告“國(guó)家先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)臺(tái)的概念設(shè)計(jì)計(jì)劃”，強(qiáng)調(diào)了分散的、多節(jié)點(diǎn)的分散虛擬制造(DVM)，即虛擬企業(yè)的概念;而美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)的報(bào)告“制造中的信息技術(shù)”，則探討了產(chǎn)品集成、過(guò)程設(shè)計(jì)、車間控制、虛擬工廠等的信息技術(shù)問(wèn)題。福特汽車公司也已經(jīng)計(jì)劃應(yīng)用虛擬環(huán)境技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)汽車，該公司的先進(jìn)車輛技術(shù)組把虛擬制造技術(shù)應(yīng)用于裝配仿真和虛擬成形，以提高空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和表面建模的效果。

　　世界最大的挖土機(jī)和建筑設(shè)備制造企業(yè)Caterpillar Inc將虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)用于評(píng)價(jià)新樣車的內(nèi)部可視性;該公司還打算用該技術(shù)讓客戶對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行“實(shí)際試車”。日本在進(jìn)行虛擬制造系統(tǒng)的建模和仿真技術(shù)以及虛擬工廠的構(gòu)造環(huán)境方面也展開(kāi)了大量的研究，幾個(gè)大型的汽車公司如三菱、豐田、本田等都在應(yīng)用虛擬制造方面取得了較大的成果。近年，法國(guó)雷諾汽車公司應(yīng)用的全息技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，具有很好的可視化水平，把虛擬技術(shù)在汽車模具中的應(yīng)用推向了一個(gè)新的臺(tái)階。

　　我國(guó)在虛擬制造方面的技術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用正處于初級(jí)階段，在虛擬制造理論方面的知識(shí)還不成熟，把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于汽車模具的開(kāi)發(fā)和制造方面還較少。一些高校聯(lián)合研究所和企業(yè)在虛擬制造理論方面進(jìn)行了大量的研究，也開(kāi)發(fā)出了許多適合我國(guó)企業(yè)的技術(shù)。如同濟(jì)大學(xué)與香港理工大學(xué)聯(lián)合機(jī)械科學(xué)研究院研究的分散網(wǎng)絡(luò)化制造、異地設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)已經(jīng)取得了不少進(jìn)展;武漢理工大學(xué)智能設(shè)計(jì)與制造研究所與上海振華港機(jī)股份有限公司合作，已開(kāi)發(fā)出“集裝箱裝卸橋計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和仿真系統(tǒng)”;清華大學(xué)在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境軟件、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬機(jī)床、虛擬汽車訓(xùn)練系統(tǒng)等方面的研究也取得了很大的進(jìn)展。但是由于受到CAD/CAM/CAE/CAPP等基礎(chǔ)軟件、仿真軟件、建模技術(shù)的制約，我國(guó)虛擬制造技術(shù)的研究多為虛擬制造的一些單元技術(shù)，研究的內(nèi)容基本上為虛擬產(chǎn)品的裝配、虛擬塑性成形、機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)、虛擬測(cè)試、虛擬板材成形、虛擬數(shù)控加工以及虛擬企業(yè)等。

　　虛擬制造技術(shù)是一個(gè)具有生命力的技術(shù)。國(guó)外對(duì)虛擬技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到了能將其很好的用于實(shí)際生產(chǎn)的水平，而我國(guó)暫時(shí)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出支持虛擬制造技術(shù)的軟件產(chǎn)品，對(duì)引進(jìn)的國(guó)外的商業(yè)軟件也沒(méi)有完全的理解和吸收，不能很好的將之用到實(shí)際生產(chǎn)中。與國(guó)外研究相比，我國(guó)的研究多數(shù)停留在系統(tǒng)框架和總體技術(shù)上，實(shí)質(zhì)性的面向應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)還有待進(jìn)一步提高。

　　5 結(jié)論

　　汽車模具在整個(gè)汽車工業(yè)中占了相當(dāng)重要的地位，而汽車工業(yè)在整個(gè)制造業(yè)中又占了相當(dāng)重要的地位。過(guò)去一個(gè)汽車從最初構(gòu)想到完成生產(chǎn)，需要兩三年甚至更多的時(shí)間;而在計(jì)算機(jī)業(yè)高度發(fā)達(dá)的今天，在CAD/CAM/CAE技術(shù)日漸成熟的基礎(chǔ)上，利用虛擬制造技術(shù)可以大大縮短汽車的開(kāi)發(fā)周期，還可以降低企業(yè)的開(kāi)發(fā)成本。虛擬制造技術(shù)在汽車模具制造中具有很好的應(yīng)用前景，但是在我國(guó)，由于受到多方面的約束，虛擬技術(shù)用在汽車模具中的還比較少，大多數(shù)研究還只是處在理論方面;在以后的研究中，我們應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用這方面多作研究，把虛擬制造技術(shù)和其他數(shù)字技術(shù)集合起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)，把虛擬制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更好的應(yīng)用起來(lái)。