虛擬制造

第1章  緒  論
  1.1  引言
  1.1.1  市場變化是直接的推動(dòng)力
  1.1.2  制造技術(shù)自身發(fā)展的必然結(jié)果
  1.1.3  支撐技術(shù)的發(fā)展
  1.2  虛擬制造技術(shù)國內(nèi)外研究概況
  1.2.1  國外研究概況
  1.2.2  國內(nèi)研究概況
  1.3  虛擬制造的定義及分類
  1.3.1  虛擬制造的定義
  1.3.2  虛擬制造的分類
  1.4  虛擬制造技術(shù)的內(nèi)涵
  1.4.1、虛擬制造的特點(diǎn)
  1.4.2  虛擬制造及其相關(guān)概念
  1.4.3  虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)
  1.5  虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用
  參考文獻(xiàn)
第2章  虛擬產(chǎn)品建模基礎(chǔ)
  2.1  虛擬產(chǎn)品建模特點(diǎn)
  2.1.1  概述
  2.1.2  虛擬制造模型分類
  2.1.3  虛擬制造對(duì)模型的要求
  2.1.4  模型的層次關(guān)系
  2.2  計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)
  2.2.1  坐標(biāo)系統(tǒng)
  2.2.2  基本幾何元素及其方向的定義
  2.2.3  幾何元素的相交計(jì)算
  2.2.4  三維圖形的幾何變換
  2.2.5  包容性測試
  2.3  實(shí)體幾何建模方法
  2.3.1  構(gòu)造實(shí)體幾何模型
  2.3.2  邊界表示模型
  2.4  產(chǎn)品建模
  2.4.1  概述
  2.4.2  面向結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品模型
  2.4.3  面向幾何的產(chǎn)品模型
  2.4.4  面向特征的產(chǎn)品模型
  2.4.5  面向知識(shí)的產(chǎn)品模型
  2.4.6  集成化產(chǎn)品模型
  參考文獻(xiàn)
第3章  虛擬產(chǎn)品元建模方法學(xué)
  3.1  元建模方法學(xué)概述
  3.1.1  模型與元模型
  3.1.2  基于MDU的元建模
  3.1.3  基于MDU的元模型類型系統(tǒng)
  3.2  MDU形式化描述
  3.2.1  MDU的級(jí)別
  3.2.2  MDU的功能描述
  3.2.3  MDU的行為描述
  3.3  MDU復(fù)合的約束
  3.3.1  參數(shù)約束
  3.3.2  拓?fù)浼s束
  3.3.3  三種類型的MDU復(fù)合
  3.4  MDU的組裝和重組
  3.4.1  MDU的聯(lián)接方式
  3.4.2  MDU的組裝
  3.4.3  組裝MDU的行為推理
  3.4.4  基于MDU的元建模系統(tǒng)總體框架
  3.5  基于元建模技術(shù)的產(chǎn)品模型
  3.5.1  產(chǎn)品對(duì)象模板POT
  3.5.2·產(chǎn)品定義單元PDU
  3.6  產(chǎn)品模型總框架
  3.6.1  產(chǎn)品語義模型
  3.6.2  產(chǎn)品語義模型與實(shí)體模型的關(guān)系
  3.6.3  產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型衍生到分析模型
  3.7  小結(jié)
  附錄3.1  MDU庫———
  附錄3.2  聯(lián)接方式
  附錄3.3  拓?fù)渫评硪?guī)則
  參考文獻(xiàn)
第4章  虛擬制造系統(tǒng)
  4.1  引言———
  4.2  虛擬制造系統(tǒng)目標(biāo)
  4.2.1  虛擬制造系統(tǒng)作為溝通信息技術(shù)與制造系統(tǒng)
  的橋梁
  4.2.2  虛擬制造系統(tǒng)作為集成制造系統(tǒng)資源的手段
  4.3  虛擬制造系統(tǒng)特點(diǎn)
  4.3.1  虛擬制造系統(tǒng)的功能特點(diǎn)
  4.3.2  虛擬制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
  4.3.3  虛擬制造系統(tǒng)的仿真特點(diǎn)
  4.4  典型虛擬制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  4.4.1  基于VIS和VPS體系結(jié)構(gòu)
  4.4.2  基于Mediator的體系結(jié)構(gòu)
  4.4.3  基于INTERNET／STEP的虛擬制造信息共享
  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  4.4.4  強(qiáng)調(diào)沉浸感的Virtual Workbench系統(tǒng)
  4.4.5  基于PDM集成的虛擬制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  4.4.6  基于5層協(xié)議的虛擬制造體系結(jié)構(gòu)
  4.5  虛擬制造系統(tǒng)建模
  4.5.1  CIMOSA
  4.5.2  Multi Agent方法
  4.5.3  Petri網(wǎng)建模方法
  4.6  結(jié)論
  附錄4.1  CIMOSA建模模板結(jié)構(gòu)
  參考文獻(xiàn)
第5章  系統(tǒng)仿真建模技術(shù)
  5.1  概述
  5.2  集中參數(shù)連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真
  5.2.1  連續(xù)時(shí)間模型
  5.2.2  離散時(shí)間模型
  5.2.3  連續(xù)一離散混合模型
  5.3  集中參數(shù)連續(xù)系統(tǒng)仿真建模方法學(xué)
  5.3.1  離散化原理及要求
  5.3.2  龍格一庫塔法
  5.3.3  線性多步法
  5.3.4  線性多步法誤差分析
  5.3.5  穩(wěn)定性分析
  5.4  分布參數(shù)連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真
  5.4.1  概述
  5.4.2  差分法原理
  5.4.3  差分格式的相容性、收斂性及穩(wěn)定性
  S.4.4  擴(kuò)散方程的菱形法及跳點(diǎn)法
  5.4.5  對(duì)流方程的耗散中心差公式
  ·5.4.6  橢圓方程的差分法
  5.4.7  線上求解法
  5.5  離散事件系統(tǒng)建模
  5.5.1  基本概念
  5.5.2  事件調(diào)度法
  5.5.3  活動(dòng)掃描法
  5.5.4  進(jìn)程交互法
  5.5.5  三階段法
  5.5.6  4種建模方法的比較
  5.6  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第6章  虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
  6.1  虛擬現(xiàn)實(shí)的特征及基本構(gòu)成
  6.2  虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展概況
  6.3  位置跟蹤通道
  6.4  視覺通道
  6.4.1  視景的生成過程
  6.4.2  基于投影變換原理三維立體圖的生成算法
  6.4.3  典型的立體視覺設(shè)備
  6.5  聽覺通道
  6.5.1  虛擬聲音的產(chǎn)生
  6.5.2  虛擬聲音的定位
  6.6  觸覺、力反饋
  6.6.1  人體觸覺系統(tǒng)
  6.6.2  觸覺／力反饋技術(shù)
  6.?  虛擬場景的生成
  6.7.1  虛擬場景靜態(tài)模型的建立
  6.7.2  虛擬場景動(dòng)態(tài)模型的建立
  6.8  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第7章  虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理
  7.1  概述
  7.1.1  虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理內(nèi)涵
  7.1.2  虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理關(guān)鍵技術(shù)
  7.2  虛擬產(chǎn)品開發(fā)組織及安全權(quán)限管理
  7.2.1  組織模型管理
  7.2.2  安全權(quán)限管理
  7.2.3  組織及權(quán)限管理體系的建立
  7.2.4  工作過程描述
  7.3  虛擬產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)管理
  7.3.1  響應(yīng)動(dòng)態(tài)用戶需求的管理策略
  7.3.2  動(dòng)態(tài)修改數(shù)據(jù)的管理策略—
  7.3.3  產(chǎn)品數(shù)據(jù)的版本管理策略
  7.3.4  應(yīng)用工具封裝的管理策略
  7.3.5  虛擬產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)管理小結(jié)
  7.4  虛擬產(chǎn)品開發(fā)配置管理
  7.4.1  響應(yīng)動(dòng)態(tài)需求的配置策略
  7.4.2  配置中的BOM管理策略
  7.4.3  針對(duì)定制要求的配置策略
  7.4.4  面向虛擬產(chǎn)品開發(fā)的配置策略
  7.4.5  虛擬產(chǎn)品開發(fā)配置管理小結(jié)
  7.5  虛擬產(chǎn)品開發(fā)流程管理
  7.5.1  虛擬化的流程管理策略
  7.5.2  虛擬化的項(xiàng)目管理策略
  7.5.3  與先進(jìn)思想結(jié)合的策略
  7.5.4  開發(fā)流程管理小結(jié)
  7.6  虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理的實(shí)施與應(yīng)用
  7.6.1  數(shù)據(jù)管理實(shí)施與應(yīng)用
  7.6.2  配置管理的實(shí)施與應(yīng)用
  7.6.3  流程管理的實(shí)施和應(yīng)用
  7.6.4  集成方面的實(shí)施和應(yīng)用
  7.6.5  管理平臺(tái)的實(shí)施
  7.6.6  常用軟件介紹
  7.6.7  虛擬產(chǎn)品開發(fā)管理實(shí)施和應(yīng)用小結(jié)
  7.7  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第8章  虛擬樣機(jī)多體系統(tǒng)仿真分析
  8.1  多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)
  8.1.1  多體系統(tǒng)描述模型
  8.1.2  拓?fù)錁?gòu)型
  8.2  多剛體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)
  8.2.1  剛體的姿態(tài)、角速度和角加速度
  8.2.2  剛體質(zhì)心的位置、速度和加速度
  8.3  多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
  8.3.1  力元
  8.3.2  有根樹系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程
  8.3.3  無根樹系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程
  8.3.4  非樹系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
  8.4  多體系統(tǒng)仿真分析
  8.4.1  多體系統(tǒng)仿真分析流程
  8.4.2  ADAMS軟件簡介
  8.5  基于ADAMS的仿真分析流程
  8.5.1  模型建立
  8.5.2  模型檢驗(yàn)
  8.5.3  仿真分析
  8.6  基于ADAMS的多體系統(tǒng)仿真分析舉例
  8.6.1  運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
  8.6.2  動(dòng)力學(xué)分析
  8.6.3  結(jié)論
  參考文獻(xiàn)
第9章  虛擬樣機(jī)流場分析
  9.1  計(jì)算流體力學(xué)概述
  9.2  流體運(yùn)動(dòng)概述
  9.2.1  流體的物理性質(zhì)
  9.2.2  流體問題分類
  9.3  流動(dòng)的一般方程
  9.4  湍流流動(dòng)模型
  9.4.1  湍流黏性系數(shù)模型
  9.4.2  雷諾應(yīng)力方程模型
  9.5  方程的離散化
  9.5.1  求解區(qū)域的網(wǎng)格化
  9.5.2  差分方程的建立
  9.5.3  交錯(cuò)網(wǎng)格
  9.5.4  源項(xiàng)的處理
  9.6  差分方程的求解
  9.6.1  壓力和速度的校正方程
  9.6.2  SIMPLER算法
  9.6.3  代數(shù)方程的求解方法(TDMA法)
  9.6.4  欠松弛法
  9.6.5  壁面函數(shù)
  9.?  CFD商業(yè)軟件介紹
  9.8  應(yīng)用實(shí)例
  9.8.1  數(shù)學(xué)模型
  9.8.2  邊界條件
  9.8.3  驗(yàn)證
  參考文獻(xiàn)
第10章  虛擬加工技術(shù)
  10.1  引言
  10.2  虛擬加工技術(shù)概述
  10.2.1  加工過程仿真軟件描述
  10.2.2  虛擬加工技術(shù)
  10.3  三種圖形仿真檢驗(yàn)方法
  10.4  數(shù)控代碼的翻譯方法
  10.4.1  數(shù)控代碼簡介
  10.4.2  程序結(jié)構(gòu)和格式
  10；4.3  數(shù)控代碼翻譯
  10.5  實(shí)體提取方法的研究
  10.5.1  從IGES文件獲取幾何實(shí)體邊界模型
  10.5.2  從STL文件獲取幾何實(shí)體邊界模型
  10.6  實(shí)體碰撞和干涉檢驗(yàn)算法
  10.6.1  形體求交算法
  10.6.2  基于八叉樹層次球模型的干涉檢驗(yàn)算法
  10.?  材料切除過程仿真算法
  10.7.1  基于Z-map結(jié)構(gòu)的材料切除方法
  10.7.2  基于Dexel模型的快速材料切除算法
  10.8  一個(gè)典型的虛擬加工系統(tǒng)
  參考文獻(xiàn)
第11章  虛擬裝配技術(shù)
  11.1  概述
  11.2  虛擬裝配技術(shù)的內(nèi)涵
  11.3  基于廣義設(shè)計(jì)過程的同步DFA方法
  11.3.1  DFA方法
  11.3.2  廣義設(shè)計(jì)中的同步DFA方法
  11.4  裝配信息建模
  11.4.1  裝配建模的基本策略
  11.4.2  裝配模型的信息組成
  11.4.3  裝配模型的基本結(jié)構(gòu)
  11.4.4  裝配模型的實(shí)現(xiàn)
  11.5  裝配資源建模
  11.5.1  裝配資源概述
  11.5.2  裝配資源的幾何實(shí)體建模
  11.5.3  裝配資源的工程語義建模
  11.5.4  裝配資源的配合約束建模
  11.5.5  裝配資源的行為建模
  11.6  裝配工藝規(guī)劃與仿真
  11.6.1  基本概念與假設(shè)
  11.6.2  裝／拆運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)現(xiàn)的基本原理
  11.6.3  裝／拆運(yùn)動(dòng)的11元組統(tǒng)一表示及變換
  11.6.4  裝／拆運(yùn)動(dòng)路徑的有效性檢查
  11.6.5  基于仿真試拆卸的可行裝配工藝規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)
  11.7  裝配工藝規(guī)劃后處理
  11；7.1  總體結(jié)構(gòu)與基本流程
  11.7.2  裝配工藝文件模板個(gè)性化設(shè)計(jì)
  11.7.3  裝配工藝信息處理
  11.7.4  裝配工藝示圖自動(dòng)生成
  11.8  虛擬裝配支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例
  11.8.1  系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
  11.8.2  系統(tǒng)基本功能
  11.8.3  系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
  參考文獻(xiàn)
第12章  虛擬車間技術(shù)
  12.1  引言
  12.1.1  虛擬車間定義
  12.1.2  虛擬車間的內(nèi)涵
  12.2  仿真分析工具
  12.3  虛擬車間的布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化
  12.3.1  虛擬車間的布局設(shè)計(jì)與優(yōu)化約束原則
  12.3.2  虛擬車間的布局設(shè)計(jì)類型
  12.3.3  大規(guī)模定制虛擬生產(chǎn)線的布置決策
  12.3.4  虛擬車間的重組布置
  12.3.5  新設(shè)備的布置問題
  12.4  虛擬車間作業(yè)調(diào)度與優(yōu)化
  12.4.1  虛擬車間作業(yè)問題的分類及特點(diǎn)
  12.4.2  虛擬車間調(diào)度與控制的原則
  12.4.3  虛擬車間生產(chǎn)系統(tǒng)建模技術(shù)
  12.4.4  虛擬車間作業(yè)調(diào)度優(yōu)化算法
  12；5  虛擬車間系統(tǒng)控制及多機(jī)器人協(xié)調(diào)合作
  12.5.1  虛擬車間控制系統(tǒng)的構(gòu)建
  12.5.2  多機(jī)器人協(xié)調(diào)控制策略——計(jì)劃合并策略
  12.5.3  計(jì)劃合并策略的執(zhí)行
  12.5.4  意外事故的處理
  12.6  虛擬車間中的信息集成與再利用
  12.6.1  XMI-技術(shù)
  12.6.2  XML的合法性驗(yàn)證
  12.6.3  可擴(kuò)展樣式語言(XSL)
  12.6.4  應(yīng)用程序接口
  12.7  虛擬車間實(shí)踐與應(yīng)用
  12.7.1  基于Petri網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)分析
  12.7.2  基于仿真的轎車生產(chǎn)線的規(guī)劃與分析
  12.8  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第13章  基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)
  13.1  概論
  13.2  產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的基本概念
  13.2.1  協(xié)商模式、異步模式和同步模式
  13.2.2  數(shù)據(jù)交換與信息集成
  13.2.3  智能Agent技術(shù)
  13.3  協(xié)同開發(fā)中的協(xié)同環(huán)境
  13.4  軟件共享技術(shù)
  13.4.1  基于桌面共享的軟件共享技術(shù)
  13.4.2  基于遠(yuǎn)程登錄的軟件共享技術(shù)
  13.4.3  基于遠(yuǎn)程調(diào)用的軟件共享技術(shù)
  13.4.4  基于CORBA封裝的軟件共享技術(shù)
  13.4.5  各種實(shí)現(xiàn)方式的比較和選擇
  13.5  基于網(wǎng)絡(luò)的軟件共享系統(tǒng)
  13.5.1  系統(tǒng)功能模型
  13.5.2  同步工作模式
  13.5.3  異步工作模式
  13.5.4  Agent模型
  13.5.5  系統(tǒng)信息模型
  13.5.6  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
  13.6  資源共享管理
  13.6.1  資源共享管理的特點(diǎn)
  13.6.2  MSRS體系結(jié)構(gòu)
  13.6.3  MSRS的Agent功能
  13.6.4  資源共享中的分層調(diào)度算法
  13.7  資源共享管理系統(tǒng)
  13.7.1  Agent的設(shè)計(jì)
  13.7.2  控制Agent
  13.7.3  資源Agent
  13.7.4  MSRS資源管理的實(shí)現(xiàn)
  13.8  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第14章  虛擬產(chǎn)品開發(fā)示例
  14.1  序言
  14.2  劍桿織機(jī)簡介
  14.3  共軛凸輪設(shè)計(jì)機(jī)理及輪廓線逆向設(shè)計(jì)
  14.3.1  概述
  14.3.2  測量方案
  14.3.3  凸輪廓線測量數(shù)據(jù)的誤差處理
  14.3.4  曲線擬合
  14.4  引緯打緯系統(tǒng)機(jī)理分析與設(shè)計(jì)
  14.4.1  虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境
  14.4.2  劍桿織機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模
  14.4.3  劍桿織機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果·
  14.5  關(guān)鍵部件性能分析與設(shè)計(jì)
  14.5.1  劍桿織機(jī)打緯滾輪座的有限元分析
  14.5.2  劍桿織機(jī)筘座支座的有限元分析
  14.6  虛擬裝配
  14.6.1  裝配公差分析
  14.6.2  裝配工藝文件生成
  14.7  加工過程仿真
  14.7.1  概述
  14.7.2  凸輪軸加工方法
  14.7.3  刀位生成及走刀軌跡
  14.8  基于PDM的數(shù)字樣機(jī)產(chǎn)品信息管理
  14.8.1  產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織策略
  14.8.2  基于PDM的應(yīng)用集成
  14.9  結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第15章  虛擬產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)建立示例
  15.1  概述
  15.2  需求分析與功能定義
  15.2.1  需求分析
  15.2.2  功能定義
  15.2.3  系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
  15.3  方案設(shè)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  15.4  總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  15.5  關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)分系統(tǒng)
  15.5.1  發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)
  15.5.2  電器設(shè)計(jì)子系統(tǒng)
  15.6  整車分析分系統(tǒng)
  15.6.1  先行設(shè)計(jì)分析子系統(tǒng)
  15.6.2  整車數(shù)字樣機(jī)性能分析子系統(tǒng)
  15.6.3  摩托車的試驗(yàn)分析與管理子系統(tǒng)
  15.6.4  工裝設(shè)計(jì)與制造分系統(tǒng)
  15.7  PDM分系統(tǒng)
  15.7.1  PDM分系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
  15.7.2  電子資料室和文檔管理
  15.7.3  產(chǎn)品配置管理
  15.7.4  工作流程管理
  15.7.5  明細(xì)匯總、報(bào)告定制功能模塊
  15.7.6  PDM分系統(tǒng)的信息集成
  15.8  接口設(shè)計(jì)
  15.8.1  用戶接口
  15.8.2  內(nèi)部接口
  15.8.3  系統(tǒng)外部接口
  15.9  結(jié)束語
  參考文獻(xiàn)
英文縮寫詞