1、虛擬制造的概念及應(yīng)用
虛擬制造是實(shí)際制造過程在計算機(jī)上的映射，即采用計算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在高性能計算機(jī)和高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級的決策與控制能力。
虛擬制造技術(shù)在世界各國制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，比較有影響的有波音777的設(shè)計和制造。在船舶建造方而，美國新一代兩棲船塢運(yùn)輸艦LPD17，以及正在研制中的驅(qū)逐艦DDG1000和航母CVN78都采用了虛擬制造技術(shù)。國內(nèi)造船工業(yè)也積極從事船舶先進(jìn)制造技術(shù)的研究，上海交通大學(xué)成立了船舶制造仿真研究室，專門從事船舶制造仿真技術(shù)的研究，并取得了一定的成果。中船重工武昌造船廠多年前引進(jìn)了大型船舶設(shè)計制造集成軟件CADDS5，目前已基本實(shí)現(xiàn)了船舶的三維生產(chǎn)設(shè)計，該廠在船舶建造工藝仿真與驗證方而進(jìn)行了大量的研究并取得了一定的成果。但從目前國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)資料來看，目前很多單位在理論上研究較多，尚未開發(fā)出相應(yīng)的船舶建造全過程的仿真系統(tǒng)。
2、船舶建造的特點(diǎn)
船舶工業(yè)是一項勞動密集型、技術(shù)密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè)。船舶產(chǎn)品是一個巨大的復(fù)雜系統(tǒng)，而且大多是少量或單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，每艘船都山數(shù)以千計甚至上萬件的零部件和中間產(chǎn)品，通過離散的但相互聯(lián)系的各種過程建造而成。
船舶生產(chǎn)周期較長，一般是幾個月甚至幾年。船舶建造所需的各種零部件通常山許多船舶配套生產(chǎn)商提供，因此船舶的建造與許多企業(yè)都有著密切的聯(lián)系，千州可環(huán)節(jié)的脫節(jié)都有可能導(dǎo)致船舶建造進(jìn)程的延期。
3、船舶虛擬建造的意義
制造仿真強(qiáng)調(diào)在實(shí)際投入原材料于產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程之前，完成產(chǎn)品設(shè)計與制造過程的相關(guān)分析，以確保制造過程實(shí)施的可行性。制造仿真的主要目的是提高產(chǎn)品設(shè)計、過程設(shè)計、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃、以及車間控制中的決策與控制水平。進(jìn)行船舶建造過程的仿真和分析，在船舶設(shè)計階段就模擬出船舶建造的整個過程，能夠及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，減少建造過程中設(shè)計方案的更改，減少建造過程中的延期，介理的規(guī)劃建造過程，優(yōu)化資源配置，提高設(shè)備和勞動力的使用率;從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。另外，在新技術(shù)、新設(shè)備采用之前，利用船舶虛擬建造系統(tǒng)模擬出采用這些新技術(shù)、新設(shè)備后的船舶建造過程，并對建造過程進(jìn)行評估，以確定是否采用或如何介理應(yīng)用這些新技術(shù)和新設(shè)備。
4、船舶虛擬建造系統(tǒng)的功能
船舶虛擬建造系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對船舶建造過程中的人、組織管理、物流、信息流、能量流進(jìn)行全而的仿真，支持車間和生產(chǎn)線的布置與運(yùn)行控制、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程仿真等。船舶虛擬建造系統(tǒng)的功能主要包括建造工藝規(guī)劃、建造過程演示和建造過程評估等。
4.1 建造工藝規(guī)劃
建造工藝規(guī)劃是進(jìn)行虛擬建造仿真的首要工作，在具體工藝環(huán)節(jié)仿真驗證的基礎(chǔ)上，通過對船舶建造過程的深入分析，建立整體建造過程的流程模型，確定建造過程中每個環(huán)節(jié)的時間節(jié)點(diǎn)及所需的資源和設(shè)備。
建造工藝規(guī)劃主要包括:
1) 船廠車間的布局，生產(chǎn)設(shè)備的布置，人力資源的分配;
