1、虛擬制造的概念及應(yīng)用
虛擬制造是實際制造過程在計算機上的映射，即采用計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在高性能計算機和高速網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計算機上群組協(xié)同工作，實現(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了大型船舶設(shè)計制造集成軟件CADDS5，目前已基本實現(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
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)致船舶建造進程的延期。
3、船舶虛擬建造的意義
制造仿真強調(diào)在實際投入原材料于產(chǎn)品實現(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、能量流進行全而的仿真，支持車間和生產(chǎn)線的布置與運行控制、產(chǎn)品實現(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;
