基于虚拟样机技术的真空镀膜机设计研究

论文摘要

磁控溅射镀膜机以其高速、低温等特点,广泛应用于工业镀膜中。随着科学技术的发展,工业应用对薄膜均匀性和薄膜附着力等参数的要求大幅度提高。但是,由于国内磁控溅射镀膜机的设计通常采用传统设计模式,设计者主要根据以往的设计经验,结合大量的经验公式和设计参数来进行具体的设计,很难实现磁控溅射镀膜机的创新与优化来适应薄膜质量的要求。为了解决磁控溅射镀膜机设计周期长,设计成本高,成膜质量低等问题,本文把虚拟样机技术应用到磁控溅射镀膜机的设计研究中。虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。利用虚拟样机技术,可以使产品的设计者、使用者和制造者在产品研制的早期,在虚拟的环境中直观地对虚拟的产品原型进行优化设计、性能测试、制造仿真和使用仿真,这对启迪设计创新、提高设计质量、减少设计错误、加快产品开发周期有重要意义。论文对磁控溅射镀膜机虚拟样机的设计框架及其关键技术进行了系统研究。主要工作及研究成果如下：(1)在深入理解虚拟样机技术与磁控溅射镀膜技术的基础上,通过对贯穿镀膜机生产的机械设计、加工、装配、调试、运行、维修全生命周期模型的建立,构建了磁控溅射镀膜机虚拟样机的设计和产品分布式协同仿真的实现框架,为实施磁控溅射镀膜机虚拟样机设计提供了理论依据。(2)利用已建立磁控溅射镀膜机虚拟样机设计的构建框架,对典型磁控溅射镀膜机的虚拟样机设计的实体建模与功能仿真,用清晰的设计实例论证了磁控溅射镀膜机虚拟样机设计的可行性。构建基于Web Service的分布式协同仿真的实施过程,使分布于不同地点的设计人员通过一套相应的分布式支撑技术与运行环境,达到透明访问与仿真相关的各种信息、重用已有的仿真模型和方便地参与分布式协同建模的目的,对实际工程中磁控溅射镀膜机设计具有很强的启发和指导作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 背景介绍
• 1.2.1 磁控溅射镀膜机设计研制历程
• 1.2.2 虚拟样机技术
• 1.2.3 国内外相关领域进展
• 1.2.4 产品建模
• 1.2.5 可视化仿真技术
• 1.3 本文主要工作和内容简介
• 第2章 虚拟样机设计支撑环境的体系结构研究
• 2.1 磁控溅射镀膜机产品功能模型分析
• 2.2 磁控溅射镀膜机产品虚拟样机设计的过程模型
• 2.3 磁控溅射镀膜机产品虚拟样机支撑环境的总体设计
• 2.3.1 虚拟样机支撑环境的功能分析
• 2.3.2 虚拟样机支撑环境的体系结构
• 2.4 构建虚拟样机支撑环境的关键技术分析
• 2.4.1 协同建模与仿真平台构建技术
• 2.4.2 虚拟样机的高层建模技术
• 2.4.3 支持虚拟样机支撑环境的集成技术
• 2.4.4 仿真模型库构建与管理技术
• 2.4.5 分布式协同仿真技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 磁控溅射镀膜机建模与仿真
• 3.1 虚拟样机建模与仿真研究的问题分析
• 3.2 磁控溅射镀膜机虚拟样机的建模
• 3.2.1 虚拟样机的建模特点
• 3.2.2 磁控溅射镀膜机建模过程
• 3.2.3 虚拟样机模型的应用情况
• 3.3 镀膜机虚拟样机的可视化仿真
• 3.3.1 可视化技术
• 3.3.2 荷电粒子动力学可视化
• 3.3.2.1 磁场分析
• 3.3.2.2 微观粒子动力学计算
• 3.3.2.3 微观粒子运动可视化
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于WEB SERVICES的分布式交互仿真方法研究
• 4.1 分布式交互仿真概述
• 4.1.1 分布式交互仿真的基本任务
• 4.1.2 分布式交互仿真系统构建原则与关键技术
• 4.1.3 分布式仿真实现的主流模式
• 4.2 基于Web Services的分布式交互仿真系统研究
• 4.2.1 Web Services概念与特性
• 4.2.2 基于Web Services的DIS平台功能
• 4.2.3 基于Web Services的DIS平台框架
• 4.2.4 基于Web Services的DIS平台运行流程
• 4.3 基于Web Services的仿真应用实现与调用
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 主要研究结论
• 5.3 应用前景与展望
• 参考文献
• 致谢