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第1篇

為了便于學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)和理解虛擬制造技術(shù)，課程教學(xué)中必須結(jié)合實(shí)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(duì)該門(mén)課程內(nèi)容的理解。在實(shí)踐教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)自己操作成形磨齒實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)齒輪進(jìn)行磨削加工，學(xué)生能直觀地觀察到整個(gè)過(guò)程，加工過(guò)程中出現(xiàn)的任何問(wèn)題，都能便利地隨時(shí)進(jìn)行觀察檢測(cè)，從現(xiàn)場(chǎng)的上課情況看出，這個(gè)過(guò)程加深了學(xué)生對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，有利于對(duì)其進(jìn)行理論升華，更好地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。使學(xué)生對(duì)磨齒機(jī)的相關(guān)知識(shí)有一定的了解，對(duì)學(xué)生以后的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)以及金工實(shí)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)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(jì)算、砂輪截形優(yōu)化、三維磨削過(guò)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(dòng)態(tài)性能預(yù)測(cè)及噪聲控制軟件部分實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，軟件可實(shí)現(xiàn)齒輪噪音對(duì)比預(yù)測(cè)，并能優(yōu)化齒輪參數(shù)，從而達(dá)到降低齒輪運(yùn)行時(shí)振動(dòng)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(guò)此教學(xué)過(guò)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(shí)。

為了改善傳統(tǒng)的教學(xué)方法，我們?cè)谡n程中采用了啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)就是通過(guò)在教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)處創(chuàng)設(shè)一種問(wèn)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(lì)學(xué)生主動(dòng)地、獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在成形磨齒實(shí)踐教學(xué)中，通過(guò)學(xué)生學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行引導(dǎo)，比如從學(xué)習(xí)過(guò)的車(chē)床、銑床等切入，進(jìn)行類(lèi)比講解，使沒(méi)有接觸過(guò)磨齒機(jī)的學(xué)生對(duì)此有一定的了解，介紹磨齒機(jī)發(fā)展史中的一些實(shí)例，讓學(xué)生了解到相關(guān)知識(shí)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(dòng)式教學(xué)中，老師提出問(wèn)題，然后把班級(jí)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(bào)，這樣可以開(kāi)闊學(xué)生的思路，有助于學(xué)生自己解決問(wèn)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(kāi)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(duì)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)新的發(fā)展階段，在繼承計(jì)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(guò)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(shuō)，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(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，通過(guò)計(jì)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(yíng)、管理和技術(shù)有機(jī)集成和優(yōu)化運(yùn)行。在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實(shí)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?jī)?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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(gè)專(zhuān)有名詞目前還沒(méi)有準(zhǔn)確的定義。通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵和特征的研究，目前共同的認(rèn)識(shí)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(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)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(chēng)。其具有如下一些特點(diǎn)：

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(lèi)社會(huì)的需要；

2、從強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)化分工向模糊分工、一專(zhuān)多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)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(mén)的固定組織形式向動(dòng)態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變。

通過(guò)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的定義和特點(diǎn)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(diǎn)，只不過(guò)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(jì)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(dòng)并行工程、虛擬制造、敏捷制造和動(dòng)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(yàn)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(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)的系統(tǒng)方法。它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(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)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)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(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)人員的協(xié)同工作；為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)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(shuō)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(shí)，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下，將原來(lái)分別進(jìn)行的工作在時(shí)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(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)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，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(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

（3）敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)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(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、高產(chǎn)、高效、低能耗、無(wú)污染的目標(biāo)，本文從幾個(gè)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(gè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各個(gè)方面的個(gè)性化需求越來(lái)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(gè)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(gè)名詞沒(méi)有確定的定義，但目前被公認(rèn)的認(rèn)識(shí)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(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)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(chēng)。它具有如下一些特點(diǎn)：

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(lèi)社會(huì)的需要。

2．從強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)化分工向模糊分工、一專(zhuān)多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)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(shì)可以概括為：（1）機(jī)械制造自動(dòng)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(duì)自動(dòng)化技術(shù)給予論述和展望。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)自本世紀(jì)20年代出現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)歷了三個(gè)階段，即剛性自動(dòng)化、柔性自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化。綜合自動(dòng)化常常與計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)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(dòng)生產(chǎn)率和對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度。

一、集成化

計(jì)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(gè)由若干個(gè)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE），計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP），計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)（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(yíng)管理（BM），生產(chǎn)管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），財(cái)務(wù)管理（FM）等。

3．制造自動(dòng)化分系統(tǒng)（MAS）包括各種自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)，如計(jì)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(dòng)裝配（AA）等。

4．質(zhì)量信息分系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)（CAI），計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT），計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制（CAQC），三坐標(biāo)測(cè)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(lèi)專(zhuān)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(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，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(jì)和制造過(guò)程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對(duì)于人，智能制造強(qiáng)調(diào)安全性和友好性；對(duì)于環(huán)境，要求作到無(wú)污染，省能源和資源充分回收；對(duì)于社會(huì)，提倡合理協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)。

三、敏捷化

敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)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(lái)增強(qiáng)整體競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計(jì)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(xiàng)由多學(xué)科知識(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)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)防的措施，從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功，來(lái)達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

五、綠色制造技術(shù)的應(yīng)用及綠色設(shè)計(jì)

若從節(jié)能、降耗、縮短產(chǎn)品開(kāi)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(guò)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(chē)、家電等支柱產(chǎn)業(yè)上。如綠色制造技術(shù)在汽車(chē)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(chē)的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷類(lèi)降低80%等，同時(shí)也消除了鉛、苯等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

（2）采用新設(shè)計(jì)的加工工藝方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等國(guó)外著名的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)公司，發(fā)動(dòng)了“綠色柴油機(jī)行動(dòng)”，在技術(shù)上作了較大的改進(jìn)，大大降低了汽車(chē)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(chē)生產(chǎn)企業(yè)，使用新材料來(lái)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(chē)身，使汽車(chē)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(guó)僅汽車(chē)零件回收、拆卸、翻新、出售一項(xiàng)，每年就可獲利數(shù)十億美元。

六、清潔化

第4篇

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

1對(duì)系統(tǒng)仿真類(lèi)型進(jìn)行概述

顧名思義，“仿真”就是對(duì)現(xiàn)實(shí)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(lái)研究相關(guān)事物，如通過(guò)系統(tǒng)模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究設(shè)計(jì)或者存在的某個(gè)系統(tǒng)。

2對(duì)計(jì)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(guó)是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，并且制造業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入中也占很大的比例，因此，國(guó)家及企業(yè)都非常重視我國(guó)制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國(guó)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(gè)重要手段，其被大量應(yīng)用到我國(guó)制造業(yè)進(jìn)行研究及實(shí)踐，從而產(chǎn)生出一些先進(jìn)制造技術(shù)。對(duì)于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來(lái)講，其就是通過(guò)建立仿真模型，然后再對(duì)仿真模型不斷進(jìn)行實(shí)踐模擬的一種先進(jìn)技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要是由仿真語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言、以及計(jì)算機(jī)仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示?？梢院苊黠@的看出，對(duì)于一個(gè)典型的仿真軟件來(lái)講，它主要包括程序包、仿真語(yǔ)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(jì)算機(jī)仿真軟件的一個(gè)發(fā)展情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個(gè)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(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，開(kāi)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(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理的基礎(chǔ)之上來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)及模型數(shù)據(jù)、以及實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，與此同時(shí)，人工智能等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用到仿真建模、運(yùn)行以及對(duì)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(kāi)始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行的非語(yǔ)言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(jì)算機(jī)仿真研究的熱點(diǎn)以及對(duì)我國(guó)制造業(yè)的相關(guān)影響

自從上世紀(jì)末以來(lái)，隨著我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(jì)算機(jī)來(lái)模擬整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造過(guò)程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問(wèn)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(guó)制造行業(yè)里面的又一個(gè)重要研究熱點(diǎn)誕生，即虛擬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)（VPD），它最早是來(lái)源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)（CE）在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)之前就對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期進(jìn)行全面的考慮，這樣，對(duì)解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開(kāi)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(jì)系統(tǒng)等進(jìn)行綜合起來(lái)，從而進(jìn)一步的形成虛擬產(chǎn)品的開(kāi)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(jì)等，以及預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的過(guò)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(jì)算機(jī)技術(shù)的高度快速發(fā)展，對(duì)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(guó)甚至全世界，因此，它的仿真對(duì)象也是分布在不同的時(shí)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(duì)于這種仿真系統(tǒng)來(lái)講，它所包括的內(nèi)容有：構(gòu)造實(shí)體、實(shí)體-虛體、真實(shí)方面的實(shí)體等，并且，這些實(shí)體是可以基于不同時(shí)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(duì)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(guò)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點(diǎn)的仿真設(shè)備進(jìn)行連接起來(lái)，這樣便可以通過(guò)實(shí)體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時(shí)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(guó)制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類(lèi)似于DIS的虛擬研究開(kāi)發(fā)中心等。就目前來(lái)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(kāi)發(fā)中心。由于當(dāng)今社會(huì)是動(dòng)態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉(zhuǎn)向個(gè)性化、多樣化等方向，因此，對(duì)于制造企業(yè)來(lái)講，它們就要抓住市場(chǎng)的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來(lái)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，這樣才能夠?yàn)槠髽I(yè)獲取更多的市場(chǎng)利潤(rùn)，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(chǎng)機(jī)會(huì)，它們就有可能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)臨時(shí)連接成一種動(dòng)態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的生命周期來(lái)講，仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。在?dāng)今制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)，計(jì)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)

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第5篇

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

【中圖分類(lèi)號(hào)】TH16 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】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(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后服務(wù)的全過(guò)程。它是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，保留了過(guò)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(gè)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(dòng)或半自動(dòng)物流輸送組合而成的，但特點(diǎn)仍然是分布式生產(chǎn)過(guò)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(jì)算機(jī)集成控制為特點(diǎn)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(jì)智能化、單元加工過(guò)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(diǎn)

目前，每一個(gè)國(guó)家都處于全球化市場(chǎng)中，先進(jìn)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)是面向全球的。一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)該國(guó)制造業(yè)在全球范圍市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)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(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力以及競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)實(shí)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(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷(xiāo)售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過(guò)程，概括起來(lái)有以下特點(diǎn)：

（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(diǎn)。

（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(duì)市場(chǎng)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(lái)越離不開(kāi)信息技術(shù)，信息技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)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(jì)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(jì)技術(shù)、優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)。）

二、當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

市場(chǎng)需求的個(gè)性化與多樣化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，精密化、綠色化、智能化、信息化、虛擬化將成為未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shì)。數(shù)字化制造技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如使市場(chǎng)多樣化和個(gè)性化的需求得到滿足；能夠?qū)κ袌?chǎng)作出快速的響應(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(guò)計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品，對(duì)信息進(jìn)行處理和傳遞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越離不開(kāi)Internet技術(shù)，Internet技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是其重要的支撐平臺(tái)?；赪eb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(zhuān)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、發(fā)貨、支持等）各個(gè)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(dòng)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(jí)加工時(shí)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(jiàn)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(guò)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和新的產(chǎn)品、技術(shù)和材料的發(fā)展對(duì)新型加工設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)起著推動(dòng)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(gè)典型的例子。它采用六個(gè)軸長(zhǎng)短的變化，以實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件的加工位姿的變化，是對(duì)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(jì)技術(shù)，既能夠保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)環(huán)保和對(duì)人類(lèi)健康無(wú)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(gè)制造的過(guò)程對(duì)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(jì)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(shí)的材料為主的恢復(fù)系統(tǒng)工廠。如汽車(chē)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(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology）越來(lái)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(yàn)，并且預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)其性能和可制造性。

三、未來(lái)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(shí)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(jì)、制造、測(cè)試、營(yíng)銷(xiāo)的全過(guò)程，并預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)，從而使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期得以縮短，使制造過(guò)程得以?xún)?yōu)化。VM技術(shù)是工程設(shè)計(jì)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(jì)與快速原型、面向裝配或制造的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)入市場(chǎng)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(mén)綜合技術(shù)。之所以這么說(shuō)，是因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)自動(dòng)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(mén)技術(shù)。智能設(shè)計(jì)、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(cè)量與診斷等都屬于智能制造技術(shù)的范疇。對(duì)于制造系統(tǒng)集成自動(dòng)化和柔性自動(dòng)化來(lái)說(shuō)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(cè)是智能制造的重點(diǎn)。

（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(gè)生命周期中（包括從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理）做到對(duì)資源利用率最高，對(duì)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(huì)效益。目前綠色制造受到了全球制造業(yè)的關(guān)注，因?yàn)槲磥?lái)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)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(guó)支持和優(yōu)先發(fā)展的研究項(xiàng)目。

四、結(jié)論

我國(guó)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(lái)的日益加劇的制造業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)際上是以先進(jìn)制造技術(shù)為競(jìng)爭(zhēng)核心的。在這樣的大環(huán)境、大背景下，我國(guó)不僅要迎接挑戰(zhàn)，而且要抓住機(jī)遇，要不斷地對(duì)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(guó)才能實(shí)現(xiàn)躋身世界制造強(qiáng)國(guó)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(shí),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(shí)尚,電子商務(wù)也一時(shí)成為學(xué)術(shù)界和實(shí)務(wù)界的熱門(mén)話題。與此同時(shí),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(kāi)始浮出水面。隨著傳統(tǒng)企業(yè)對(duì)電子商務(wù)的日益重視,電子商務(wù)對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。理論界和實(shí)務(wù)界也開(kāi)始深入分析和研究這個(gè)問(wèn)題。實(shí)際上,雖然電子商務(wù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的影響非常顯著,但真正的沖擊是通過(guò)對(duì)基本經(jīng)濟(jì)單位——企業(yè)的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電子商務(wù)對(duì)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(gè)表象,更重要的是,它將引起企業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)境的重大變遷,深刻影響眾多行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu),并進(jìn)而影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略的方式。下面,作者將詳細(xì)分析電子商務(wù)對(duì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(jià)能力顯著增強(qiáng)

俗話說(shuō),買(mǎi)的沒(méi)有賣(mài)的精。這句話很好地描述了交易中的信息不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象。長(zhǎng)期以來(lái),企業(yè)在交易過(guò)程中總是處于信息優(yōu)勢(shì)地位。即使在買(mǎi)方市場(chǎng)為主的過(guò)剩經(jīng)濟(jì)時(shí)代,作為賣(mài)方的企業(yè)依然是交易的主導(dǎo)者。企業(yè)這種優(yōu)勢(shì)地位的建立是基于這樣一個(gè)事實(shí):作為購(gòu)買(mǎi)主力的大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的基本信息所知非常有限,而且消費(fèi)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(fèi)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(wú)副作用等方面的情況,而且也不大可能專(zhuān)門(mén)與其他消費(fèi)者討論一下此類(lèi)問(wèn)題。利用這種信息屏障,企業(yè)得以維持較高的利潤(rùn)以及市場(chǎng)的相對(duì)穩(wěn)定。提高消費(fèi)者信息地位的主要途徑就是加強(qiáng)消費(fèi)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(fèi)者協(xié)會(huì)等自發(fā)組織來(lái)實(shí)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(jià)和快捷,消費(fèi)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(huì)與某些產(chǎn)品或服務(wù)相關(guān)聯(lián),所以,每一個(gè)消費(fèi)者的點(diǎn)滴信息都能參與交流,最終結(jié)果就是每個(gè)消費(fèi)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(dòng),社區(qū)主持者還經(jīng)常尋求各種專(zhuān)業(yè)力量的協(xié)助,使消費(fèi)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(yíng)利性的消費(fèi)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(fèi)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(huì)有許多專(zhuān)業(yè)化的講解、質(zhì)量鑒別方法以及其他消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)經(jīng)驗(yàn)可供參考。電子商務(wù)的普及還帶來(lái)了一些新型的信息平臺(tái)。這些平臺(tái)提供實(shí)時(shí)的分類(lèi)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(fèi)網(wǎng)站(如eBay、易趣、雅寶等)都提供廣泛的搜索服務(wù),消費(fèi)者只要輸入簡(jiǎn)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(diǎn)、各地當(dāng)前零售價(jià)等詳細(xì)信息,還可以看到其他消費(fèi)者的經(jīng)驗(yàn)之談;有的網(wǎng)上銷(xiāo)售商甚至提供自動(dòng)比價(jià)功能,能自動(dòng)搜索其他網(wǎng)站上同一商品的報(bào)價(jià),消費(fèi)者因信息不明而當(dāng)“冤大頭”的可能性大大降低。對(duì)于較大額的需求,許多網(wǎng)站還提供反向拍賣(mài)和集團(tuán)購(gòu)買(mǎi)的形式,代表消費(fèi)者參與交易,進(jìn)一步提高了消費(fèi)者在交易中的地位。由此可見(jiàn),電子商務(wù)雖然沒(méi)有徹底消除信息不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象,但已經(jīng)使不對(duì)稱(chēng)程度大大降低。隨著電子商務(wù)的開(kāi)展,購(gòu)買(mǎi)方作為一支強(qiáng)勢(shì)力量迅速崛起,企業(yè)憑借信息優(yōu)勢(shì)獲取額外利潤(rùn)的能力將大大削弱。對(duì)多數(shù)行業(yè)而言,以賣(mài)方為核心的傳統(tǒng)模式將逐漸改變,企業(yè)與顧客討價(jià)還價(jià)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(yíng)環(huán)境受到影響,企業(yè)為了維持市場(chǎng)地位不得不更加激烈地相互競(jìng)爭(zhēng)。

二、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)模式多樣化

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)以規(guī)模效益的競(jìng)爭(zhēng)為主。規(guī)模優(yōu)勢(shì)一旦確立,其他企業(yè)就很難再對(duì)其形成挑戰(zhàn)。根據(jù)波特的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略理論,在一個(gè)成熟的市場(chǎng)中,各種規(guī)模的企業(yè)會(huì)形成不同的戰(zhàn)略集團(tuán),每個(gè)戰(zhàn)略集團(tuán)都有不同的市場(chǎng)層次定位,使整體行業(yè)結(jié)構(gòu)保持相對(duì)穩(wěn)定。處于同一戰(zhàn)略集團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)者之間,爆發(fā)激烈競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)。只有在市場(chǎng)處于高速發(fā)展的情況下,才會(huì)發(fā)生企業(yè)之間不管規(guī)模大小都參與全方位競(jìng)爭(zhēng)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(shì),也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)占領(lǐng)市場(chǎng),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(jì)算機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。雖然其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手經(jīng)常在產(chǎn)品技術(shù)、服務(wù)方式、功能設(shè)計(jì)等方面超過(guò)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(gòu)的方式獲得,反而成為IBM的競(jìng)爭(zhēng)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(shí)際上當(dāng)時(shí)IBM仍有足夠的時(shí)間和實(shí)力故伎重演,并重新取得優(yōu)勢(shì)。電子商務(wù)的出現(xiàn)打破了這種競(jìng)爭(zhēng)模式,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更多地從“大魚(yú)吃小魚(yú)”變?yōu)椤翱祠~(yú)吃慢魚(yú)”,即從單純的規(guī)模效益之爭(zhēng)轉(zhuǎn)向速度效益與規(guī)模效益并重的競(jìng)爭(zhēng)模式。

由于信息的迅速傳播,市場(chǎng)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(chǎng)接受(JohnM.DeFigueiredo,2001)。再加上一些有利的外部因素,如市場(chǎng)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(xiāo)售渠道的多樣化,一個(gè)能對(duì)市場(chǎng)需求和變化作出快速反應(yīng)并創(chuàng)新出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品的企業(yè)可以迅速擴(kuò)張,占領(lǐng)市場(chǎng);而規(guī)模較大的企業(yè),如果只會(huì)后發(fā)制人式的模仿而不會(huì)創(chuàng)新,將逐漸被市場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)力方面的作用明顯下降?？梢?jiàn),電子商務(wù)為所有企業(yè)提供了一個(gè)全面競(jìng)爭(zhēng)的舞臺(tái)。小企業(yè)可以憑借某一方面的突出優(yōu)勢(shì)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(huì)大增,行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,只有致力于不斷創(chuàng)新的企業(yè)才能長(zhǎng)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(xiāo)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(kāi)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(xiāo)商,直銷(xiāo)或一級(jí)渠道將成為主要的分銷(xiāo)方式,流通環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)化趨勢(shì)不可避免。這對(duì)傳統(tǒng)的流通企業(yè)可以說(shuō)是一個(gè)滅頂之災(zāi)。比如,以亞馬遜書(shū)店為代表的網(wǎng)上書(shū)店的興起,使美國(guó)的連鎖書(shū)店遭到慘重打擊,獨(dú)立式書(shū)店更是紛紛關(guān)門(mén)。其他產(chǎn)品也有類(lèi)似的現(xiàn)象。流通環(huán)節(jié)對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略選擇有重要的意義,控制分銷(xiāo)渠道是傳統(tǒng)企業(yè)最重要的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略之一(MichaelE.Porter,1980)。眾所周知,大規(guī)模的分銷(xiāo)渠道需要花費(fèi)大量的人力物力和較長(zhǎng)的時(shí)間才能建立,而這種渠道一旦建成,就成為一項(xiàng)重要的資源。許多大企業(yè)正是利用自己的分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)控制客戶群,同時(shí)阻止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(xiāo)網(wǎng)的時(shí)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(jì)算機(jī)廠商花了十幾年的時(shí)間才建立起世界范圍的計(jì)算機(jī)銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò),并一直以此來(lái)阻擋其他競(jìng)爭(zhēng)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(xiāo)模式迅速崛起,在很短時(shí)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(shì)的新型模式面前,IBM和康柏苦心經(jīng)營(yíng)的傳統(tǒng)銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)在一夜之間就成了食之無(wú)味、棄之可惜的雞肋,個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)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(shì),這也意味著企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將突破地域界限,短兵相接。過(guò)去,地理距離曾經(jīng)是許多弱勢(shì)企業(yè)的一道堅(jiān)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(dòng),企業(yè)跨地區(qū)甚至跨國(guó)經(jīng)營(yíng)的能力逐漸增強(qiáng),地理屏障也不再不可逾越,弱勢(shì)企業(yè)無(wú)法再憑借地利偏安一隅。電子商務(wù)的這個(gè)特點(diǎn)是一種典型的馬太效應(yīng),優(yōu)勢(shì)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(duì)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(gòu)改變供應(yīng)鏈管理方式

采購(gòu)是企業(yè)重要的活動(dòng)之一,也是構(gòu)成產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的重要一環(huán)。對(duì)于許多制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō),穩(wěn)定的原料供應(yīng)是企業(yè)正常運(yùn)作的必要條件之一,采購(gòu)成本構(gòu)成了產(chǎn)品成本的很大部分。過(guò)去,為了保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性,許多企業(yè)以?xún)r(jià)格讓步為代價(jià)建立了長(zhǎng)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(gè)虛擬的、無(wú)邊界的平臺(tái)。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(gòu)?fù)ǔＳ?種形式。在買(mǎi)方主導(dǎo)的供應(yīng)關(guān)系中,虛擬采購(gòu)?fù)ǔ２捎酶?jìng)價(jià)式采購(gòu)的方式,從而使買(mǎi)方降低了對(duì)長(zhǎng)期合作伙伴的依賴(lài)程度,增加了企業(yè)討價(jià)還價(jià)的能力。如通用電氣、通用汽車(chē)、福特汽車(chē)、Cisco等大型企業(yè)建立的虛擬采購(gòu)市場(chǎng),把供應(yīng)商范圍擴(kuò)大到了全球,簡(jiǎn)化了采購(gòu)流程,降低了采購(gòu)成本,同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)采購(gòu)過(guò)程的控制,使自身競(jìng)爭(zhēng)力得以提高。而在賣(mài)方主導(dǎo)的供應(yīng)關(guān)系中,一般采用類(lèi)似于拍賣(mài)的形式,賣(mài)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(chǎng),如Com-merceOne、Ariba、eSteel等等。這種形式往往存在于有眾多買(mǎi)家和眾多賣(mài)家的供求關(guān)系中,供求雙方的地位大致平等,定價(jià)模式與傳統(tǒng)市場(chǎng)類(lèi)似,主要目的是簡(jiǎn)化采購(gòu)流程,降低信息成本。可見(jiàn),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(lái)的好處,但獲得的好處并不是對(duì)等的。在電子商務(wù)方式下,供求關(guān)系的主導(dǎo)一方議價(jià)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(chǎng)都是買(mǎi)方主導(dǎo),總體而言企業(yè)對(duì)供應(yīng)商的議價(jià)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(jì)和市場(chǎng)開(kāi)拓,而幾乎所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都采用外包的方式來(lái)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?yàn)椴恍枰?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(duì)市場(chǎng)需求反應(yīng)靈敏,有很強(qiáng)的適應(yīng)性。但這種運(yùn)作模式也有致命的弱點(diǎn),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(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)活動(dòng)。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(shì)所帶來(lái)的超額利潤(rùn)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(chǔ)存、處理的時(shí)間和成本大大降低,從而為虛擬制造的普遍應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了良好的前景。這是因?yàn)閰f(xié)作成本的降低可以使企業(yè)專(zhuān)注于其最為擅長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),而將弱勢(shì)環(huán)節(jié)交給其他企業(yè)進(jìn)行協(xié)作,以此來(lái)提高經(jīng)營(yíng)效率。因此,虛擬制造的開(kāi)展必然導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)資源的重新配置和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的重新整合,產(chǎn)業(yè)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)化程度更高,產(chǎn)業(yè)鏈的效率也同時(shí)會(huì)得到提高。很明顯,對(duì)崇尚大而全、小而全的傳統(tǒng)企業(yè)來(lái)說(shuō),虛擬制造對(duì)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(zhuān)注于自身優(yōu)勢(shì),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(jí)秘書(shū)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(wú)邊界競(jìng)爭(zhēng)”的時(shí)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(chǎng)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(gè)市場(chǎng)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(kāi)一個(gè)書(shū)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(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間;而在電子商務(wù)方式下,只需要建立一個(gè)售書(shū)網(wǎng)站,雇幾個(gè)送書(shū)工人就行了。然而正是這種“無(wú)邊界競(jìng)爭(zhēng)”,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(chǎng)進(jìn)入者大多沒(méi)有能力在短期內(nèi)勝過(guò)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,但通常都能找準(zhǔn)市場(chǎng)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(shì)卻擴(kuò)大了,有優(yōu)勢(shì)的企業(yè)可以覆蓋整個(gè)市場(chǎng),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(jìng)爭(zhēng)者才能在行業(yè)內(nèi)立足。因此,雖然有優(yōu)勢(shì)的進(jìn)入者可以迅速在市場(chǎng)中占有一席之地,但不能超越現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)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(méi)有第二”,說(shuō)明在電子商務(wù)環(huán)境下,單純模仿而不創(chuàng)新是沒(méi)有出路的。還是以書(shū)店為例,如果在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)條件下,一家新開(kāi)的書(shū)店即使在地段、價(jià)格、質(zhì)量、服務(wù)等方面都不占優(yōu)勢(shì),總也會(huì)吸引一定量的客戶群,可以慘淡經(jīng)營(yíng);但是,如果是在電子商務(wù)環(huán)境下,這樣的網(wǎng)上書(shū)店很可能連一個(gè)顧客都不會(huì)有。因?yàn)楦鱾€(gè)網(wǎng)上書(shū)店的報(bào)價(jià)和服務(wù)條件就出現(xiàn)在同一個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕上,任何理性的消費(fèi)者都不可能選擇一個(gè)各方面都比較差的書(shū)店。與進(jìn)入壁壘不同的是,退出壁壘呈現(xiàn)普遍下降趨勢(shì)。由于電子商務(wù)的應(yīng)用,企業(yè)立足一個(gè)市場(chǎng)的初期投入明顯減少,企業(yè)退出市場(chǎng)的代價(jià)也就相對(duì)變小,不會(huì)難以割舍。進(jìn)入壁壘和退出壁壘的這種相反變化趨勢(shì),最終會(huì)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(shí)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(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)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(gè)性化和全天候的服務(wù),可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái),網(wǎng)絡(luò)媒介會(huì)成為顧客的主要購(gòu)買(mǎi)方式之一,企業(yè)為了占領(lǐng)市場(chǎng)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(mén)和政府政務(wù)逐漸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,這些都為企業(yè)開(kāi)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(méi)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(jiǎn)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(chǎng)格局和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)。電子商務(wù)使市場(chǎng)參與者的力量對(duì)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(huì)。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),這既是一次迅速發(fā)展的機(jī)遇,也是一場(chǎng)事關(guān)生死的挑戰(zhàn)。因此,如何明確電子商務(wù)對(duì)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(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略,是所有企業(yè)面臨的一個(gè)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(yù)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(jì)一般是由設(shè)計(jì)工程師在計(jì)算機(jī)上利用多種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具來(lái)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(duì)設(shè)備編程并反復(fù)試驗(yàn)，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(shí)際的批量生產(chǎn)。生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間很長(zhǎng)，投入資金很大。

SMT虛擬生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，即采用計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上群組協(xié)同工作，通過(guò)三維模型及動(dòng)畫(huà)或虛擬現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過(guò)程，以增強(qiáng)制造過(guò)程各級(jí)的決策與控制能力。虛擬制造是對(duì)已有或未來(lái)的制造活動(dòng)進(jìn)行仿真，它基本上不消耗現(xiàn)實(shí)物質(zhì)資源，所進(jìn)行的過(guò)程是虛擬過(guò)程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(gè)“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(duì)于三維物體建模，幾何建模包括體素和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面：體素，用來(lái)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(duì)象范圍；結(jié)構(gòu)，用來(lái)決定體素如何組合已購(gòu)成新的對(duì)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(shí)外置接口也很多，命令簡(jiǎn)單明了，易于掌握。3DS Studio的算法很先進(jìn)，所帶來(lái)的質(zhì)感和圖形工作站制作的圖形幾乎沒(méi)有差別，可存儲(chǔ)32位真彩圖像，其強(qiáng)大的功能使它成為PC三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)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(diǎn)，能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)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(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)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(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。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(dòng)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(jì)， 利用3Dsmax有利于各個(gè)元件參數(shù)的修改與模擬，將會(huì)具有較高的仿真程度。同時(shí)旋轉(zhuǎn)式貼片機(jī)具有高速貼裝頭，軌道沿X、Y方向運(yùn)行的特點(diǎn)，并且每個(gè)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(shí)現(xiàn)并行工程。在動(dòng)畫(huà)制作上，旋轉(zhuǎn)式貼片機(jī)通過(guò)兩個(gè)方向的絲桿傳動(dòng)，以及貼片頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，共同實(shí)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(cè)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(guò)建模與仿真可以更直觀了解各種設(shè)備運(yùn)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(gè)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(guò)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(pán)、電器開(kāi)關(guān)等。鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的安裝可以相對(duì)隨意一點(diǎn)，可以和PC顯示器放在一起。對(duì)于電器開(kāi)關(guān)，需要直接安裝在外殼本體上。

2.1.2 建模實(shí)現(xiàn)

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

（2）顯示器建模：創(chuàng)建簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方體再通過(guò)布爾運(yùn)算功能截取顯示器的主體結(jié)構(gòu)。警報(bào)器的建模，合并幾個(gè)圓柱體。

（3）操作控制部分：主要是電器開(kāi)關(guān)，建模相對(duì)較簡(jiǎn)單。

（4）裝配模型

2.2 貼片機(jī)內(nèi)部建模

由于實(shí)體貼片機(jī)的內(nèi)部組成較復(fù)雜.因此，在實(shí)際建模過(guò)程中，做出相應(yīng)的簡(jiǎn)化，旨在強(qiáng)調(diào)工作過(guò)程原理的實(shí)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(kù)、喂料器、其他部件等。

2.2.1 建模實(shí)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(dòng)臂式。這里主要?jiǎng)?chuàng)建旋轉(zhuǎn)式貼片頭。通過(guò)圓柱體的布爾運(yùn)算和陣列操作創(chuàng)建。

（2）送料器：通過(guò)拉伸創(chuàng)建圓盤(pán)型送科器，以及輔助原件。

（3）X.Y定位臺(tái)：通常有兩種結(jié)構(gòu)：支撐貼裝頭沿X.Y方向運(yùn)行（動(dòng)臂式）；支撐PCB沿X.Y方向運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)塔式）

（4）吸嘴級(jí)底座：通過(guò)圓柱體的布爾運(yùn)算創(chuàng)建。

（5）視覺(jué)對(duì)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(gè)元件后，都要首先移動(dòng)到其上進(jìn)行視覺(jué)檢查，檢查其元件缺陷和位置偏差，而后才移動(dòng)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(tái)面內(nèi)移動(dòng).完成PCB定位標(biāo)識(shí)的視覺(jué)檢查。

（6）PCB傳送機(jī)構(gòu)：建模主要以長(zhǎng)方體和圓柱體及相應(yīng)的布爾運(yùn)算實(shí)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(jiǎn)介了貼片機(jī)得建模以及模擬仿真的過(guò)程?？梢钥闯鲇?jì)算機(jī)技術(shù)在模擬仿真這方面用很大的幫助作用。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)在沒(méi)有真實(shí)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(yùn)用模擬仿真更好地服務(wù)真實(shí)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(huì)更具有廣泛的發(fā)展前景?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 胡躍明，杜娟，吳祈生，等.基于視覺(jué)的高速高精度貼片機(jī)系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)[J].計(jì)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(jì)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(jì)多、信息資源利用率低的難題，縮短產(chǎn)品開(kāi)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫(xiě)，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，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(jì)效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計(jì)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(jì)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(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)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(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專(zhuān)家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。

2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件，筆者體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中具有更大的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

2.1 零件設(shè)計(jì)更加方便

使用三維CAD系統(tǒng)，可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷，避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)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(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái)，使人一目了然。

2.2 裝配零件更加直觀

在裝配過(guò)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(shí)候，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示，對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)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(bào)廢。

2.3 縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期

采用三維CAD技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造，而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息，使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí)，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過(guò)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(shí)采用CAD CIMS組織生產(chǎn)，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，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(jì)中的應(yīng)用

3.1 零件與裝配圖的實(shí)體生成

3.1.1 零件的實(shí)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(shí)體模型。在許多具有實(shí)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(shí)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(duì)簡(jiǎn)單的零件，可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，將其分解成若干基本體，對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型，之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，便可得出零件的三維實(shí)體模型。

對(duì)于有些復(fù)雜的零件，往往難以分解成若干個(gè)基本體，使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過(guò)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(shí)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(shí)體造型中通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”，進(jìn)而通過(guò)交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。

3.1.2 實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后，利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程中的資料，在運(yùn)動(dòng)的某一位置，按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”，這一過(guò)程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)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(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí)，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(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。

一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)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(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)一管理，而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來(lái)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(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問(wèn)題后，才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問(wèn)題和動(dòng)態(tài)特性等。

4 CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

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(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別和特征手勢(shì)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(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類(lèi)創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識(shí)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)，及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提品開(kāi)發(fā)所需的知識(shí)和幫助，智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，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(jì)、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(jì)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(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開(kāi)始應(yīng)用，設(shè)計(jì)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(jì)效果，可直接操作模擬對(duì)象，檢驗(yàn)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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題，及早看到新產(chǎn)品的外形，從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)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(guò)程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測(cè)試、仿真和分析，以評(píng)價(jià)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(yàn)仿真分析，可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)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(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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第9篇

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

論文摘要:我國(guó)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(duì)職工的技術(shù)要求越來(lái)越嚴(yán)格。鉆井模擬器采用基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬制造技術(shù)，開(kāi)發(fā)過(guò)程運(yùn)用多種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并結(jié)合了鉆井工程的實(shí)際工藝，改變了原有的鉆井培訓(xùn)方法。作為針對(duì)油田具體情況開(kāi)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(diǎn)分析了該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，詳述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在油田培訓(xùn)鉆井井控人員過(guò)程中的作用。

1．引 言

我國(guó)石油行業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況等密不可分，充滿著危機(jī)和挑戰(zhàn)。對(duì)于員工的能力和安全意識(shí)要求很高，傳統(tǒng)的進(jìn)場(chǎng)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(lài)于教師的水平，培訓(xùn)過(guò)程沒(méi)有明確統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)性差，沒(méi)有可重用性等?？梢?jiàn)傳統(tǒng)的培訓(xùn)技術(shù)不但受時(shí)間、空間的限制，而且在人力、資源、經(jīng)費(fèi)、組織實(shí)施等方面都存在很大問(wèn)題。尤其對(duì)于危險(xiǎn)作業(yè)或不具備實(shí)驗(yàn)條件的高級(jí)培訓(xùn)，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式更是難以實(shí)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(huì)的需求。

鉆井模擬器采用虛擬制造技術(shù)的概念，開(kāi)發(fā)過(guò)程基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并結(jié)合了鉆井工程的實(shí)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(guò)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(píng)分系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)培訓(xùn)過(guò)程中客觀上無(wú)法解決的技術(shù)難題。作為新型的針對(duì)油田具體情況開(kāi)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(shí)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(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) ，真實(shí)生動(dòng)的模擬了鉆井工藝流程的細(xì)節(jié)。學(xué)員能夠通過(guò)對(duì)仿真鉆機(jī)設(shè)備的操作，直接觀察到鉆井平臺(tái)上的活動(dòng)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(guò)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(shí)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(guò)虛擬培訓(xùn)設(shè)施訓(xùn)練技能與現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)基地里同樣方便。這是因?yàn)樘摂M培訓(xùn)環(huán)境無(wú)論是現(xiàn)實(shí)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(kāi)放性

虛擬培訓(xùn)環(huán)境可以為所有受訓(xùn)者在任何時(shí)間、地點(diǎn)提供各種培訓(xùn)的場(chǎng)所。實(shí)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(lèi)似于傳統(tǒng)培訓(xùn)項(xiàng)目的環(huán)境，但更擅長(zhǎng)的是使學(xué)員置身于培訓(xùn)項(xiàng)目對(duì)象中的逼真環(huán)境。凡是受訓(xùn)者可以通過(guò)有關(guān)器具操作，來(lái)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(shí)空性

虛擬培訓(xùn)環(huán)境具有超時(shí)空的特點(diǎn)，它能夠?qū)⑦^(guò)去世界、現(xiàn)在世界、未來(lái)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(dú)呈現(xiàn)或進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并可隨時(shí)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(guò)使用專(zhuān)門(mén)設(shè)備，用人類(lèi)的自然技能實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的物體進(jìn)行操作，就像在現(xiàn)實(shí)世界中一樣。

2．5 對(duì)應(yīng)性

學(xué)員的培訓(xùn)內(nèi)容與虛擬環(huán)境是密切對(duì)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(duì)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?cè)趯?shí)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(shí)技術(shù)能按每個(gè)學(xué)員的基礎(chǔ)和能力，對(duì)應(yīng)性的開(kāi)展個(gè)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(jì)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景計(jì)算機(jī)顯示的科學(xué)，也是利用計(jì)算機(jī)處理人類(lèi)所能看見(jiàn)的圖景的手段和方法。視景仿真技術(shù)是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為理論基礎(chǔ)的三維模型動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，基本原理是：根據(jù)觀察點(diǎn)及觀察方向?qū)?chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和實(shí)現(xiàn)，并做到對(duì)三維復(fù)雜環(huán)境中物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)交互控制，產(chǎn)生良好的動(dòng)畫(huà)效果。實(shí)現(xiàn)三維模型視景的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，一方面要求計(jì)算機(jī)硬件有高速運(yùn)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(tái)上取得更好的實(shí)時(shí)動(dòng)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(gè)三維的真實(shí)感視覺(jué)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(guò)程中需要模擬井場(chǎng)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(tái)的操作過(guò)程，實(shí)時(shí)模擬出井場(chǎng)環(huán)境的變化和司鉆、井控操作對(duì)鉆井過(guò)程的影響。在現(xiàn)實(shí)的司鉆和井控過(guò)程中，操作錯(cuò)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(guò)程和事故排除的情況。實(shí)時(shí)地顯示鉆井過(guò)程中的數(shù)據(jù)，計(jì)算參數(shù)。根據(jù)司鉆臺(tái)操作的具體行為，依照物理模型和數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬設(shè)備運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，使得鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)過(guò)程更貼近現(xiàn)實(shí)。

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)需要對(duì)井場(chǎng)設(shè)備、自然環(huán)境、井下情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)模擬，使培訓(xùn)者在培訓(xùn)過(guò)程中除了學(xué)習(xí)操作知識(shí) ，還能更有效、直觀的學(xué)習(xí)到理論知識(shí)。硬件設(shè)施和三維圖形軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了虛擬模擬系統(tǒng) ，培訓(xùn)人員能夠通過(guò)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(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)際操作技術(shù)。

3．2 實(shí)時(shí)場(chǎng)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(kāi)發(fā)過(guò)程在Windows xP平臺(tái)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(shí)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(shí)現(xiàn)，整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程基于OpenGL2．0。

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)場(chǎng)景組成包括以下幾個(gè)部分：三維圖形實(shí)體模型、鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)控制程序、GLSL編寫(xiě)的渲染效果。

在整個(gè)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(chǎng)景初始化、工藝動(dòng)畫(huà)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(chǎng)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(gè)作業(yè)當(dāng)前場(chǎng)景都有所不同。在一個(gè)新的作業(yè)開(kāi)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(chǎng)景，例如：鉆井平臺(tái)上各操作部件當(dāng)前的數(shù)量、狀態(tài)以及位置。

工藝動(dòng)畫(huà)控制：在完成規(guī)定工藝作業(yè)的過(guò)程中，司鉆控制臺(tái)做出的每一個(gè)動(dòng)作都將轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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(tái)上各種控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、具體動(dòng)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(jì)主要由鉆井模擬器設(shè)計(jì)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(gè)教育平臺(tái)，提供作業(yè)調(diào)度、控制、評(píng)分等功能，與此同時(shí)，傳遞司鉆控制臺(tái)上發(fā)來(lái)的各項(xiàng)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(guò)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(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中是不允許有“穿墻而過(guò)”的狀況發(fā)生的，因此要對(duì)運(yùn)動(dòng)物體作碰撞檢測(cè)的處理。為了遵循模型運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感，鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)當(dāng)然也包括碰撞的檢測(cè)與處理部分。

渲染特效：實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰 、氣泡 、液體噴涌效果的模擬，使用GLSL實(shí)現(xiàn)電影級(jí)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(shí)感。

3．3 鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一個(gè)性能優(yōu)越、功能完備的系統(tǒng)需要在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃。這樣，在后期的開(kāi)發(fā)過(guò)程中才能完成高質(zhì)量的軟件項(xiàng)目。鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diǎn)及設(shè)計(jì)目標(biāo)

鉆井模擬器視景仿真系統(tǒng)要求有以下特點(diǎn)：

1)可以生成高質(zhì)量的圖形，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的可控動(dòng)畫(huà)。

2)圖形的生成快速穩(wěn)定，對(duì)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(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖形動(dòng)畫(huà)。

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(cè)，在操作過(guò)程中既能觀察整個(gè)場(chǎng)面，又能集中觀察工藝作業(yè)下重要部件的工作過(guò)程。

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

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

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

兼容性 ：系統(tǒng)可以用于Windows2000／XP平臺(tái)，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(jì)

鉆井模擬器圖形系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于面向?qū)ο蟮?，系統(tǒng)規(guī)模較大，設(shè)計(jì)復(fù)雜?；谠阢@井工藝中涉及到的物體較多，并且各個(gè)物體在不同的方面有不同的特性，因此在設(shè)計(jì)之前，應(yīng)確定設(shè)計(jì)類(lèi)的準(zhǔn)則。對(duì)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(lèi)的設(shè)計(jì)應(yīng)該圍繞物體的動(dòng)畫(huà)功能需要來(lái)進(jìn)行。

在鉆井各工藝流程中，大鉤、鉆桿等物體是系統(tǒng)動(dòng)畫(huà)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(lèi)。根據(jù)圍繞物體的運(yùn)動(dòng)功能來(lái)設(shè)計(jì)類(lèi)的思想 ，將液壓大鉗和液壓大鉗的活塞、吊卡的主體和活頁(yè)設(shè)計(jì)成不同的類(lèi)，這樣設(shè)計(jì)不僅可以使動(dòng)畫(huà)更加逼真，還能提高系統(tǒng)靈活性。