Concepto de fabricación virtual
La fabricación virtual (VM) es la realización fundamental del proceso de fabricación real en una computadora. Utiliza tecnologías de simulación por computadora y realidad virtual, respaldadas por computadoras de alto rendimiento y redes de alta velocidad. Al emplear trabajo colaborativo en grupo, VM utiliza modelos para simular y predecir problemas potenciales relacionados con la funcionalidad, el rendimiento y la capacidad de fabricación del producto.
Incorpora procesos esenciales de fabricación de productos, incluido el diseño, la planificación de procesos, la fabricación, el análisis de rendimiento, la inspección de calidad y la gestión y control de procesos, todos destinados a mejorar la toma de decisiones y las capacidades de control en todos los niveles del proceso de fabricación.
Conceptos básicos de fabricación virtual
El Sistema de Fabricación Virtual (VMS) permite la integración de todos los aspectos del desarrollo de productos y los procesos de fabricación. A partir de las estrategias de fabricación de las empresas y basándose en la información y la integración funcional, gestiona, controla y coordina todo el proceso de desarrollo de productos.
VMS garantiza la organización y asignación racional de los recursos empresariales, la tecnología y el personal durante todo el ciclo de vida del producto. Integra estrategias comerciales, gestión empresarial, diseño de ingeniería y actividades de producción.
También facilita el procesamiento paralelo y el trabajo colaborativo de equipos multidisciplinarios en un entorno virtual, adaptándose a las demandas del mercado y de los usuarios en constante cambio, y entregando productos rentables y de alta calidad al mercado y a los usuarios a la velocidad más rápida posible.
Usando VMS, en todas las etapas del desarrollo del producto, de acuerdo con los requisitos del producto, la estructura, funcionalidad, rendimiento, mecanizado, ensamblaje, proceso de fabricación y proceso de producción del prototipo del producto virtual se pueden simular en un entorno virtual. Con base en los métodos, estándares e indicadores del sistema de evaluación del producto se puede diseñar, modificar y optimizar el proceso de fabricación del producto.
Esto reduce significativamente el tiempo de desarrollo del producto e identifica problemas potenciales en las primeras etapas del desarrollo del producto y los resuelve antes de la fabricación real. A medida que se acelera el proceso de desarrollo, el método de diseño pasa de un ciclo de “diseñar → evaluar → modificar” en un modo de trabajo en serie a un ciclo holístico basado en un modo de trabajo paralelo, lo que facilita la comparación y la selección óptima de múltiples soluciones.
Tecnologías clave en la investigación de sistemas de fabricación virtual
La base teórica y el sistema de la tecnología de Fabricación Virtual (VM) y los Sistemas de Fabricación Virtual (VMS) aún no están completamente formados y actualmente se encuentran en la fase de investigación y exploración. El trabajo de investigación implica la intersección de varias disciplinas y la integración de múltiples tecnologías de alta tecnología, y muchas tecnologías clave aún requieren investigación y resolución. Éstas incluyen:
1) El sistema teórico de VMS y la investigación sobre la Arquitectura de Sistema Abierto (OSA) de VMS bajo un entorno de procesamiento paralelo distribuido.
2) La tecnología del modelo maestro en un entorno virtual. El modelo maestro sirve como núcleo y brinda servicios para todos los aspectos del diseño, la fabricación y la gestión de la producción. Tiene una estructura de datos unificada y un sistema de gestión de datos distribuidos.
El modelo de producto que establezcas es un modelo de producto virtual con todas las propiedades y características del objeto representado. El producto virtual existe antes de ser puesto en producción, con clara visibilidad. Puede abordar diversos problemas que enfrentan las distintas etapas de la producción, como el análisis del diseño, el procesamiento y la fabricación, la organización y programación de la producción, y puede establecer un sistema de información entre la oferta y la demanda.
3) Tecnología y sistema de solución cooperativa inteligente distribuida para procesamiento paralelo distribuido en un entorno virtual, y la teoría y tecnología de la toma de decisiones óptima global en un entorno virtual.
4) Aplicación de tecnología de realidad virtual para realizar el modelo de solución cooperativa persona-computadora en el entorno virtual y el proceso de fabricación virtual.
5) El mapeo entre sistemas de fabricación reales y VMS, el establecimiento de dispositivos virtuales, sensores virtuales, unidades virtuales, líneas de producción virtuales, talleres virtuales y fábricas (empresas) virtuales, y la tecnología de reutilización y recombinación de múltiples dispositivos virtuales.
6) La arquitectura de la plataforma de desarrollo integrada VMS, la biblioteca de componentes y el entorno de desarrollo de usuarios.
7) Estrategias y tecnologías de organización, programación y control para empresas virtuales.
8) Investigación y aplicación de tecnologías de visualización integrales (incluidas tecnología de visualización por computadora, tecnología de realidad virtual, tecnología multimedia y tecnología de simulación). Actualmente, la investigación técnica se puede llevar a cabo en simulación realista de ensamblaje de productos virtuales, simulación de procesos de fabricación y programación de producción, simulación de procesos de procesamiento de control numérico y más.
