Conceito de Fabricação Virtual
A Fabricação Virtual (VM) é a realização fundamental do processo de fabricação real em um computador. Utiliza tecnologias de simulação computacional e realidade virtual, apoiadas por computadores de alto desempenho e redes de alta velocidade. Ao empregar trabalho colaborativo em grupo, a VM utiliza modelos para simular e prever possíveis problemas relacionados à funcionalidade, desempenho e capacidade de fabricação do produto.
Ele incorpora os processos essenciais de fabricação de produtos, incluindo projeto, planejamento de processos, fabricação, análise de desempenho, inspeção de qualidade e gerenciamento e controle de processos, todos visando aprimorar as capacidades de tomada de decisão e controle em todos os níveis do processo de fabricação.
Princípios Básicos de Fabricação Virtual
O Sistema de Fabricação Virtual (VMS) permite a integração de todos os aspectos do desenvolvimento de produtos e processos de fabricação. Baseada nas estratégias de fabricação das empresas e alicerçada na informação e na integração funcional, gerencia, controla e coordena todo o processo de desenvolvimento de produtos.
O VMS garante a organização e alocação racional de recursos empresariais, tecnologia e pessoal durante todo o ciclo de vida do produto. Ele integra estratégias de negócios, gerenciamento empresarial, projeto de engenharia e atividades de produção.
Também facilita o processamento paralelo e o trabalho colaborativo de equipes multidisciplinares em um ambiente virtual, adaptando-se às constantes mudanças do mercado e às demandas dos usuários, e fornecendo produtos de alta qualidade e econômicos ao mercado e aos usuários na velocidade mais rápida possível.
Utilizando VMS, em todas as fases do desenvolvimento do produto, de acordo com os requisitos do produto, a estrutura, funcionalidade, desempenho, usinagem, montagem, processo de fabricação e processo de produção do protótipo do produto virtual podem ser simulados em um ambiente virtual. Com base nos métodos, padrões e indicadores do sistema de avaliação de produtos, o processo de fabricação do produto pode ser projetado, modificado e otimizado.
Isso reduz significativamente o tempo de desenvolvimento do produto e identifica possíveis problemas nos estágios iniciais do desenvolvimento do produto, resolvendo-os antes da fabricação propriamente dita. À medida que o processo de desenvolvimento acelera, o método de design transita de um ciclo “projetar → avaliar → modificar” em um modo de trabalho serial para um ciclo holístico baseado em um modo de trabalho paralelo, facilitando assim a comparação e a seleção ideal de múltiplas soluções.
Tecnologias-chave na pesquisa de sistemas de manufatura virtual
A base teórica e o sistema da tecnologia de Fabricação Virtual (VM) e dos Sistemas de Fabricação Virtual (VMS) ainda não estão totalmente formados e estão atualmente em fase de pesquisa e exploração. O trabalho de investigação envolve a intersecção de várias disciplinas e a integração de múltiplas tecnologias de alta tecnologia, sendo que muitas tecnologias-chave ainda necessitam de investigação e resolução. Esses incluem:
1) O sistema teórico de VMS e a pesquisa sobre a Arquitetura de Sistema Aberto (OSA) de VMS sob um ambiente de processamento paralelo distribuído.
2) A tecnologia do modelo mestre em ambiente virtual. O modelo mestre serve como núcleo, fornecendo serviços para todos os aspectos de design, fabricação e gerenciamento de produção. Possui uma estrutura de dados unificada e um sistema de gerenciamento de dados distribuído.
O modelo de produto que estabelece é um modelo de produto virtual com todas as propriedades e características do objeto representado. O produto virtual existe antes de ser colocado em produção, com clara visibilidade. Ele pode lidar com vários problemas enfrentados por vários estágios de produção, como análise de projeto, processamento e fabricação, organização e programação da produção, e pode estabelecer um sistema de informação entre oferta e demanda.
3) Tecnologia e sistema de solução cooperativa inteligente distribuída para processamento paralelo distribuído em um ambiente virtual, e a teoria e tecnologia de tomada de decisão ideal global em um ambiente virtual.
4) Aplicação da tecnologia de realidade virtual para realizar o modelo de solução cooperativa humano-computador no ambiente virtual e no processo de fabricação virtual.
5) O mapeamento entre sistemas de manufatura reais e VMS, o estabelecimento de dispositivos virtuais, sensores virtuais, unidades virtuais, linhas de produção virtuais, oficinas virtuais e fábricas virtuais (empresas), e a tecnologia de reutilização e recombinação de vários dispositivos virtuais.
6) A arquitetura da plataforma de desenvolvimento integrado VMS, biblioteca de componentes e ambiente de desenvolvimento do usuário.
7) As estratégias e tecnologias de organização, agendamento e controle das empresas virtuais.
8) Pesquisa e aplicação de tecnologias de visualização abrangentes (incluindo tecnologia de visualização computacional, tecnologia de realidade virtual, tecnologia multimídia e tecnologia de simulação). Atualmente, pesquisas técnicas podem ser realizadas em simulação virtual realista de montagem de produtos, simulação de processo de fabricação e programação de produção, simulação de processo de processamento de controle numérico e muito mais.
