制造流程得以实施。它使用计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助制造 (CAM) 软件来生成产品和制造流程的数字模型。这些模型可用于模拟生产过程、识别潜在问题以及测试不同的场景以优化生产过程。提高生产零件的质量、减少物理原型模型的数量以及优化产品和流程的设计时间是虚拟制造系统的一些优势 3 。此外,它还有可能通过提高生产效率、降低成本和减少浪费来彻底改变制造业。它还为工程师提供了一个平台,可以创新和试验新的制造工艺和技术,而无需昂贵的物理原型。此外,通过最大限度地减少材料浪费和工具成本,虚拟仿真和分析功能可以降低生产成本 4 。设计、装配、零件原型设计、生产调度、计算机辅助工艺规划 (CAPP)、制造操作过程中的能源管理、物料搬运系统和数字营销是虚拟制造流程在不同行业的一些应用,以便在充满挑战的营销条件下保持竞争力 5 。虚拟制造系统在零件生产过程中的优势如图1所示。
• 支持虚拟测试 – 快速创建通用加固面板模型 – 复合材料工具 – 包含在 Abaqus 环境中,作为带有 GUI 的插件
在尝试之前,企业应在第一次尝试之前对它们的流程进行全面了解,以便第一次就做对。为实现此目标,使用虚拟制造环境将提供一个基于计算机的环境来模拟单个制造流程和整个制造企业。虚拟制造系统能够及早优化成本、质量和时间驱动因素,实现集成的产品、流程和资源设计,并最终及早考虑可生产性和可承受性。本文的目的是从不同方面介绍虚拟制造 (VM) 的最新愿景。这一愿景是在欧洲网络 MANTYS 专题内进行调查的结果。由于 10 年来已有多个项目和研讨会涉及虚拟制造主题,我们将首先定义 VM 的目标和范围以及相关领域。我们还将介绍 VM 的预期技术优势。在第二部分中,我们将介绍 VM 的社会经济方面。本研究将考虑多种工具的市场渗透率及其成熟度,以及工业工具和学术研究在工作量和细节水平方面的差异。最后,将介绍虚拟机的预期经济效益,并将重点放在中小企业上。最后一部分将描述机床行业(“虚拟机床”的研究和开发)、汽车行业的趋势和可利用结果
摘要 - 微机电系统 (MEMS) 是一种将机械和电气元件结合起来制造微型设备的工艺技术。如果我们对设计进行仿真,则可以大大降低设备的成本。有许多可用的仿真软件可供选择,而这又是主要挑战之一。本文探讨了 MEMS 设计中使用的一些软件的功能和技术特点。它进一步介绍了我们在选择软件时应该注意的要点。所有 MEMS 仿真软件都具有基本功能。但是,如果设计涉及特定的物理、几何、材料或网格划分,则必须进行搜索以找到合适的软件。如果用户打算制造该设备,则需要选择带有虚拟制造工具的软件。
本论文将介绍一种将虚拟制造单元从 ABB RobotStudio (RS) 平台迁移并集成到西门子过程模拟 (PS) 中的方法,该模型是在 AFRY 框架下开发的现有真实数字孪生 (RDT) 模型中。该软件的 SIMIT、PLCSIM Advanced 和 RS 是模拟过程的关键推动因素,而 TIA Portal 和 WinCC 则用于控制和自动化目的。然后,所有这些都与 PS 集成以形成功能性 RDT。另一个重要步骤是集成 Tecnomatix 虚拟机器人控制器 (VRC) 服务器以连接 RS 并在新建的 PS 单元中镜像控制器行为。项目结束时,实现了高保真和实时数字模型。通过与给定的人机界面 (HMI) 进行持续交互来测试模型功能,以执行完整的过程运行。
本研究通过采用高介电常数电介质材料来提高19nm单栅极MOSFET的性能。通过采用高K电介质材料代替SiO2,可以满足MOSFET器件尺寸缩小趋势的要求。因此,实现了具有不同高K电介质材料的19nm n沟道MOSFET器件,并分析了其性能改进。通过Silvaco TCAD工具中的ATHENA模块进行虚拟制造。同时,使用ATLAS模块利用器件特性。还对上述材料进行了模拟,并与相同结构的传统栅极氧化物SiO2进行了比较。最后,结果证明,氧化钛(TiO2)器件是金属栅极钨硅化物(WSix)组合的最佳介电材料。该器件 (WSix/TiO2) 的驱动电流 (ION) 在阈值电压 (VTH) 为 0.534 V 时为 587.6 µA/um,而预测的目标值为 0.530 V,并且 IOFF 相对较低,为 1.92 pA/µm。该 ION 值符合国际半导体技术路线图 (ITRS) 2013 年对低性能 (LP) 技术预测的最低要求。
UNIT – I INTRODUCTION 9 Introduction to CAD, CAM, CAD/CAM and CIM - Evolution of CIM – CIM wheel and cycle – Production concepts and mathematical models – Simple problems in production models – CIM hardware and software – Major elements of CIM system – Three step process for implementation of CIM – Computers in CIM – Computer networks for manufacturing – The future automated factory – Management of CIM – safety aspects of CIM– advances in CIM.单元 - II自动化制造系统9自动生产线 - 系统配置,工作零件转移机制 - 自动组装系统的基本原理 - 系统配置,在工作站的部分交付 - 自动装配设计 - 自动装配设计 - 概述材料处理设备的概述 - 材料处理系统中的考虑 - 材料处理系统中的考虑 - 10个材料处理原理。输送机系统 - 输送机的类型 - 操作和功能。自动导向车辆系统 - 类型和应用 - 车辆指导技术 - 车辆管理和安全。存储系统性能 - 存储位置策略 - 常规存储方法和设备 - 自动化/检索系统以及自动制造系统中的旋转木马存储系统僵局 - 石油模型 - 避免使用的无锁 - 智能制造 - 工业4.0 - 数字制造 - 虚拟制造 - 虚拟制造。单位 - III组技术和FMS 9零件家庭 - 视觉 - 零件分类和编码 - 生产流量分析 - 按等级顺序集群方法对零件和机器进行分组 - GT的好处 - 案例研究。单元 - IV过程计划9过程规划 - 过程计划中的活动,所需的信息。FMS – Components – workstations – FMS layout configurations – Computer control systems – FMS planning and implementation issues – Architecture of FMS – flow chart showing various operations in FMS – Machine cell design – Composite part concept, Holier method, Key machine concept – Quantitative analysis of FMS – Bottleneck model – Simple and complicated problems – Extended Bottleneck model - sizing the FMS ─ FMS applications, Benefits.从设计到过程规划 - 制造过程的分类 - 主要制造过程的选择 - 根据前部的操作测序 - 各种例子 - 形成前置矩阵的形成 - 案例研究。典型的过程表 - 手动过程计划中的案例研究。计算机辅助过程计划 - 过程计划模块和数据库 - 变体过程计划 - VPP中的两个阶段 - 生成过程计划 - 流程图显示生成PP中的各种活动 - 半生成过程计划 - CAPP和手动PP的比较。单位 - V过程控制和数据分析9过程模型公式简介 - 线性反馈控制系统 - 最佳控制 - 自适应控制 - 序列控制和PLC和SCADA。计算机过程控制 - 计算机过程接口 - 接口硬件 - 计算机过程监视 - 直接数字控制和监督计算机控制 - 自动识别方法概述 - 条形码技术 - 自动数据捕获技术。-质量管理(SPC)和自动检查。
1 简介 制造业是欧盟许多国家经济的支柱。制造业是一个至关重要的领域,其作用日益被视为欧洲复苏和可持续增长的基础。它是当前向“竞争性可持续全球化”转变的重要关键使能技术,可应对我们时代面临的重大社会经济和环境挑战。先进制造技术被视为新工业革命的关键参与者。例如,3D 增材制造允许生产更小的批次,从而实现低成本定制生产,并为创新型中小企业开辟新的市场利基。未来的公司有望在能源和原材料使用方面采用高效的流程;他们将采用再生材料和生物基材料,设计旨在重复使用和拆卸的产品,并推动采用基于循环经济、产业共生和价值链整合的可持续商业模式。此外,信息技术的进步及其在工业中的应用所带来的新可能性意味着信息技术和知识与工业设备和流程紧密交织在一起,向虚拟制造或沉浸式现实靠拢。物联网、信息物理系统或云计算等概念现在通常用于新产品和服务的设计和开发。这将给制造业的人员带来重大挑战,他们需要一个适当的工作环境、新工具和专门为先进制造工厂设计的终身培训。该技术路线图说明了在欧洲制造业竞争力方面迈出一大步所需的技术领域和发展。这份更新的技术路线图是在 SMART:先进制造尤里卡集群框架内进行的反思过程的结果,由欧洲工业界的重要参与者领导,并在学术和研究组织的贡献下完成。该路线图提供了在几个高影响力工业领域确定的战略挑战的愿景:航空、汽车、消费品(包括制药和医疗器械)、资本货物和铁路,集群项目内开发的技术和新解决方案将主要应用于这些领域。我们的目标是使其成为一份活文件,随着相关工业部门的代理和实体的观点而不断发展和完善。
[1] E.H. Baalbergen, E. Moerlan, W.F.Lammen, P.D.Ciampa (2017) 支持未来飞机高效协同设计的方法。NLR-TP-2017-338。[2] A.J.de Wit, W.F.Lammen, H.S.Timmermans, W.J.Vankan, D. Charbonnier, T. van der Laan, P.D.Ciampa (2019) 飞机供应链的协同设计方法:多级优化。NLR-TP-2019-202。[3] W.F.Lammen, P. Kupijai, D. Kickenweitz, T. Laudan (2014) 将发动机制造商的知识整合到初步飞机尺寸确定过程中。NLR-TP-2014-428。[4] E. Amsterdam, J.W.Wiegman, M. Nawijn (2021) 铝合金疲劳裂纹扩展速率的幂律行为和转变。国际疲劳杂志,待提交。[5] F.P.Grooteman (2020) 使用光纤布拉格光栅传感器进行多载荷路径损伤检测。NLR-TP-2020- 415。[6] F.P.Grooteman (2019) 概率故障安全结构风险分析。NLR-TP-2020-416。在 2019 年 ASIP(飞机结构完整性计划)会议上发表。[7] F.P.Grooteman, E. Lee, S. Jin, M.J. Bos (2019) 极限载荷系数降低。在 2019 年 ASIP(飞机结构完整性计划)会议上发表。[8] E. Amsterdam, F.P.Grooteman (2016) 应力状态对疲劳裂纹扩展幂律方程指数的影响。NLR-TP-2016-064。[9] E. Amsterdam (2021) 金属合金拉伸-拉伸疲劳裂纹扩展速率的现象学模型。待提交。[10] W.J.Vankan, W.M.van den Brink, R. Maas (2017) 飞机复合材料机身结构模型的验证与相关性——初步结果。NLR-TP-2016-172。[11] J.W.van der Burg, B.B.Prananta, B.I Soemarwoto (2005) 几何复杂飞机配置的气动弹性 CFD 研究。NLR-TP-2005-224。[12] J. van Muijden, B.B.Prananta, R.P.G.Veul (2008) 疲劳分析参数化程序中的高效气动弹性模拟。NLR-TP-2008-587。[13] H. Timmermans, B.B.Prananta (2016) 飞机设计过程中的气动弹性挑战。第六届飞机设计合作研讨会,波兰华沙。NLR-TP-2019-368。[15] L. Paletti, W.M.[14] L. Paletti、E. Amsterdam (2019) 增材制造对航空航天部件结构完整性方法的影响。van den Brink、R. Bruins、E. van de Ven、M. Bosman (2020) 航空航天增材制造设计:拓扑优化和虚拟制造。NLR-TP-2020-285。[16] J.C. de Kruijk (2018) 使用机器人技术实现复合材料自动化制造可降低成本、交货时间和废品率 - STO- MP-AVT-267-12。NLR-TP-2018-143。[17] W.M.van den Brink、R. Bruins、C.P.Groenendijk、R. Maas、P. Lantermans (2016) 复合热塑性水平稳定器扭力箱的纤维引导蒙皮设计。NLR-TP-2016-265。[18] P. Nijhuis (2020) 复合格栅加固板的环保生产方法。在 2020 年阿姆斯特丹 SAMPE 欧洲会议上发表。[19] M.H.Nagelsmit、C. Kassapoglou、Z. Gürdal (2010) 一种用于提高损伤容限的新型纤维放置架构。NLR-TP-2010-626。[20] A. Clarke、R.J.C.Creemers, A. Riccio, C. Williamson (2005) 全复合材料耐损伤翼盒的结构分析与优化。NLR-TP-2005-478。