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虚拟制造技术的相关概念及其应用【摘要】虚拟制造技术是一种基于计算机仿真和虚拟现实技术的创新性制造方法。
它通过数字化建模和仿真，实现了全生命周期的产品设计、工艺规划、生产执行、质量控制和维护管理等各个阶段的优化和智能化。
在产品设计阶段，虚拟制造技术可以帮助设计师实现产品的虚拟验证和优化设计；在工艺规划阶段，它可以模拟制造过程，提高生产效率；在生产执行阶段，它可以优化生产计划和资源调配，实现智能化制造；在质量控制阶段，它可以实时监测和调整生产过程，确保产品质量；在维护管理阶段，它可以预测设备故障和优化维护方案。
未来，虚拟制造技术的发展趋势是向更智能、更数字化、更集成化的方向发展，其重要性和应用前景将会逐渐凸显。
【关键词】虚拟制造技术、产品设计、工艺规划、生产执行、质量控制、维护管理、未来发展趋势、重要性、应用前景。
1. 引言1.1 虚拟制造技术的定义虚拟制造技术是一种利用计算机仿真和虚拟现实技术，将产品的设计、工艺规划、生产执行、质量控制和维护管理等各个阶段都进行虚拟模拟和优化的先进制造技术。
通过虚拟制造技术，可以在产品实际制造之前进行全面的数字化仿真，及时发现和解决问题，降低生产成本，缩短产品开发周期，提高产品质量和生产效率。
虚拟制造技术的发展已经经历了多个阶段，从最初只能进行简单模拟的2D平面图到今天可以实现高度真实感的3D虚拟仿真。
随着计算机性能的不断提升和虚拟现实技术的成熟，虚拟制造技术正在逐渐成为制造业中不可或缺的重要技术手段。
通过虚拟制造技术，企业可以在产品整个生命周期中进行全面的数字化管理和优化，提高整体竞争力，实现智能制造的目标。
1.2 虚拟制造技术的发展历程虚拟制造技术的发展历程可以追溯到上个世纪80年代初。
当时，随着计算机技术的不断发展和成熟，虚拟制造技术开始引起人们的关注。
最初，虚拟制造技术主要应用于汽车、航空航天等行业，用来验证产品设计方案和模拟生产过程。
随着计算机性能的不断提升和软件技术的不断完善，虚拟制造技术在逐渐扩展到了更多的领域，如电子产品、机械设备等。
虚拟现实技术在工业应用中的研究虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是利用计算机技术，将用户沉浸在一个虚拟的环境中，使用户感受到身临其境的真实感。
其技术包括设备技术和软件技术，具有三维显示、实时交互、多模感知等特点。
近年来，虚拟现实技术在工业应用中逐步得到了广泛的应用。
首先，虚拟现实技术在制造业的应用方面得到了很广泛的应用。
虚拟现实技术与工业制造相结合，可以实现对生产流程的可视化仿真，为生产流程的改进和优化提供了先进的技术支持。
比如说，在汽车制造业中，工程师可以通过VR技术模拟整车生产线，并对生产线上的各个环节进行优化和改进，提升了生产效率。
在机床行业中，VR技术可以在生产前提供三维仿真，使得设备的调试和维护更加准确和高效。
这些应用为工业制造提供了一个新的角度，使制造过程更加智能化，提高了生产效率和质量，同时减少了意外伤害事故。
除了在制造业中的应用，虚拟现实技术在工业安全方面也发挥了巨大的作用。
工业生产环境中，由于有许多危险物品和环境，危险因素不可避免。
虚拟现实技术可以通过三维虚拟环境的建立，为工人提供虚拟培训，如消防和安全培训、设备使用培训、工艺操作培训等。
通过VR技术丰富的互动表达和模拟效果，使得培训效果更加直观和深入，减少了操作误差的发生，提高了工作安全性和行业合规性。
其次，虚拟现实技术在教育和培训方面也拥有着广阔的应用前景。
在教育方面，VR技术可以通过建立虚拟实验室和虚拟学科，使得教育更加专业化和实用化；在职业教育中，VR技术可以实现对职业技能的高仿真体验，为培训和考核提供了一个更加直观深入的体验;在医疗行业中，VR技术可以为医生提供更加立体化的手术模拟，为学员提供更加丰富的探测和处理技能培训，为医疗和教育行业注入更加智能化和高效率的支持技术。
虚拟现实技术在社交娱乐业领域中的应用也越来越广泛。
VR技术使得沉浸式电影和游戏体验成为可能，使得用户可以感受到更加真实的交互和空间感，增强了用户体验的代入感，在社交娱乐领域中拥有了巨大的商业可能和市场前景。
现代虚拟制造技术及应用现代虚拟制造技术是指利用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、计算机仿真技术等，模拟和预测产品设计、生产和运营过程的一种制造技术。
它通过数字化、模拟化和仿真化的手段，将真实制造环境转化为虚拟的数字世界，实现产品的全生命周期管理和优化。
虚拟制造技术在产品设计阶段的应用：1. 产品设计：传统产品设计往往需要制造出多个样品进行试制和测试，而虚拟制造技术可以在计算机中进行三维设计和仿真分析，减少了物理样品制造的成本和时间，同时避免了一些物理试制无法表现出的问题。
2. 产品装配：虚拟装配可以将产品的各个零部件进行虚拟的装配，模拟真实的装配过程，分析和优化装配工艺、方法和工作环境，提高装配质量和效率。
3. 故障分析：利用虚拟制造技术可以将产品的工作状态进行虚拟仿真，模拟和分析产品的故障情况，帮助设计人员找到并修复潜在的故障问题，提高产品的可靠性和使用寿命。
虚拟制造技术在生产制造阶段的应用：1. 数字化工厂：虚拟制造技术可以将整个工厂的设备、物料和人员进行虚拟建模，对生产线进行仿真和优化，降低生产成本、提高生产效率。
2. 生产过程仿真：利用虚拟制造技术可以对生产过程进行虚拟仿真和优化，预测生产能力、排程、物料流动和生产质量等，提高生产计划的准确性和制造执行能力。
3. 操作培训：虚拟制造技术可以打造虚拟现实的生产环境，用于对生产操作人员进行培训，提高其操作技能和遵循生产流程的能力。
虚拟制造技术在产品服务和维护阶段的应用：1. 服务支持：虚拟制造技术可以将产品的维修和保养过程进行虚拟模拟，帮助服务人员更快速地定位问题和解决故障，提高产品的可维护性和服务效率。
2. 远程支持：通过虚拟现实技术，远程支持人员可以在实际操作中提供在线指导，帮助用户解决问题，解决产品使用过程中的疑难问题，节约服务成本和时间。
总之，虚拟制造技术的应用范围非常广泛，从产品设计到生产制造再到售后服务，都可以利用虚拟制造技术进行模拟和优化，提高产品的设计质量、生产效率和服务水平。
虚拟现实技术在制造业的应用一直以来备受关注，随着科技的不断进步，虚拟现实技术在制造业中的应用也呈现出日益多样化和深入化的发展趋势。
虚拟现实技术通过模拟数字化环境，为制造业提供了全新的解决方案和工具，极大地提高了生产效率和产品质量。
本文将就虚拟现实技术在制造业应用的现状及未来发展进行深入探讨。
首先，虚拟现实技术在制造业中的应用涉及到多个方面，其中最显著的是在产品设计和开发阶段的应用。
传统的产品设计过程通常是通过二维图纸和实物样品进行展示和验证，但这种方式存在非常多的局限性，比如无法直观地展示产品的细节和结构、无法全面评估产品的外观和性能等。
而虚拟现实技术则可以通过三维建模和仿真技术，模拟出真实的产品场景，设计师可以在虚拟环境中对产品进行直观的展示和调整，减少了传统设计中的试错成本和时间消耗，同时提高了产品的质量和创新性。
其次，虚拟现实技术在制造业中的另一个重要应用领域是生产过程的优化和控制。
传统的生产过程中，通常需要大量的试验和调整才能达到最佳生产效果，但这种方式往往效率低下且成本较高。
而虚拟现实技术可以模拟出整个生产流程，通过虚拟仿真技术进行分析和优化，可以帮助企业准确预测生产过程中可能出现的问题和风险，并提前做出调整，从而有效降低了生产成本和提高了生产效率。
此外，虚拟现实技术在制造业中的应用还包括产品销售和客户体验等方面。
在产品销售过程中，虚拟现实技术可以通过虚拟展示和体验，为客户提供更直观、更真实的产品展示方式，提高了客户对产品的认知和购买决策的准确性。
同时，虚拟现实技术还可以为客户提供定制化服务，根据客户需求进行个性化定制，增强了客户的满意度和忠诚度。
然而，虽然虚拟现实技术在制造业的应用前景广阔，但仍然存在一些挑战和障碍需要克服。
首先，虚拟现实技术的成本较高，包括硬件设备和软件开发的成本，这使得一些中小型企业难以承受。
其次，虚拟现实技术的应用需要技术人才的支持，而目前市场上缺乏专业的虚拟现实技术人才，这也成为制约虚拟现实技术在制造业中广泛应用的因素之一。
机械工程设计中的虚拟制造技术探讨随着现代科技的不断发展，虚拟制造技术在机械工程设计领域中越来越受到重视。
虚拟制造技术是一种基于计算机模拟的技术，它可以模拟生产过程，通过不断的优化而实现完美的设计。
这种技术已经成为许多工程项目的关键部分，因为它可以帮助机械工程师和设计师尽早发现和解决潜在的问题，加速项目进程，减少开发成本。
虚拟制造技术的优势主要体现在以下几个方面:1. 提高设计速度：虚拟制造技术可以在未实际生产产品前通过计算机模拟得到完整的生产流程，这样设计师可以及早发现产品中的缺陷和问题，并进行修正和改进。
这样不仅可以避免出现不能生产的产品样品，而且可以大大缩短产品开发周期。
2. 降低成本：虚拟制造技术可以在没有实际物料投入的情况下建立数字模型，通过计算机程序进行仿真和模拟，而不是通过实际物料和试错的方式进行。
这样可以大大减少实验室材料和人力资源的成本。
3. 提高产品质量：虚拟制造技术可以在数字模型中进行预实验和调试，无需实际制造，提高了产品的质量和性能。
1. 3D仿真：3D仿真是通过数字化的方式将产品的外观、结构和运动形态等信息以三维的形式展现出来，使用者可以通过操纵该产品的数字模型进行交互式的仿真和测试。
2. 虚拟装配：虚拟装配是通过计算机软件将不同零部件或装配体的数字模型进行组合，以此来实现装配的过程，并预先对设计中可能出现的问题进行分析和解决。
3. 数字孪生技术：数字孪生是将实际物理对象和数字模型互相关联的技术，采用传感器、算法和计算机技术来实现精确、实时的数据采集和分析，从而掌握实际生产过程中的状态和效率。
虚拟制造技术为机械工程设计师和生产厂家提供了一种开拓创新的方法，它可以让设计者与制造者更加深入了解产品，准确了解产品的特性和机能，从而设计出更好的产品，并在生产过程中实现更高的效率和成本控制。
然而，虚拟制造技术仍然存在着一些难点和挑战。
例如，虚拟制造技术存在着精度、复杂度和可靠性等难点，在实施过程中需要经验丰富的技术人员进行技术支持和实施指导。
智能制造中的虚拟制造技术应用研究智能制造一词是近年来越来越热门的话题。
在这个数字化、网络化的时代，智能化生产的重要性越来越明显。
智能制造不仅可以提高生产效率、优化生产流程、降低成本、提高产品质量，还能为企业带来更高的竞争力。
而虚拟制造技术，则是智能制造的重要支持。
虚拟制造技术是指基于计算机模拟和仿真技术，在数字化环境中完成的产品生产过程的仿真分析。
它可以在实际制造之前分析、优化设计，可以在没有实际物理设备的情况下进行仿真测试。
虚拟制造技术可以有效减少实际制造中的试错成本和时间，提高生产效率和产品质量。
虚拟制造技术在智能制造中应用广泛。
下面，就从产品设计、生产过程控制、优化管理等方面，介绍虚拟制造技术在智能制造中的应用。
一、产品设计产品设计是智能制造的第一步。
虚拟制造技术可以在设计阶段对整个产品进行数字化建模和仿真分析。
设计人员可以通过虚拟场景，观察产品在工作状态下的表现，测试产品的耐久性、稳定性、可靠性等性能。
虚拟制造技术还可以模拟出一系列的生产流程，可以提前预判可能会发生的问题，从而优化设计。
虚拟制造技术还可以支持产品的人机交互界面设计。
设计人员可以通过虚拟场景，观察和测试产品外观、功能、用户操作等一系列因素。
二、生产过程控制虚拟制造技术可以在生产过程中模拟虚拟设备的运作，分析设备的性能、使用寿命、维修等方面的问题。
这些分析结果可以作为控制生产过程的参考依据，从而达到优化生产流程的目的。
虚拟制造技术还可以帮助工程师进行调试和优化。
在实际制造之前，可以先在数字化模拟环境下进行测试，从而避免实际制造中的试错成本和时间。
生产过程中，虚拟制造技术可以提前发现可能发生的问题，从而能够进行相应的调整和改进。
三、优化管理智能制造具有高度的数字化和网络化特点，对于企业管理提出了更高的要求。
虚拟制造技术可以支持各个方面的优化管理。
例如，可以通过虚拟场景进行生产计划分析和优化，提高生产效率和生产计划的精准性。
虚拟制造技术还可以支持全面的质量控制，通过监控整个生产流程、分析数据和指标等方式，实现全面的质量管理。
虚拟制造技术的相关概念及其应用虚拟制造技术指的是通过计算机模拟技术来创建虚拟制造场景，对产品进行数字化设计、模拟验证、工艺设备优化及数字化制造等一系列生产过程的管理，在实际制造中减少试错成本，加快产品开发及上市时间，提高产品质量和竞争力。
虚拟制造技术通过将数字化方法与传统制造技术相结合，可以大大缩短产品研发周期、提高生产效率和质量，并极大地降低生产成本和环境污染。
虚拟制造技术的应用十分广泛，包括数控机床复杂零部件加工、机器人智能制造、空间航空工程的设计与生产、汽车制造的过程优化等。
在汽车制造方面，虚拟制造技术可以为各种智能制造流程提供重要的支持，比如在产品开发阶段，通过数字化设计、可视化仿真和虚拟验证等手段，把握产品性能及市场需求，从而减少开发成本和提高产品质量。
在之后的生产阶段，通过数字化工厂和虚拟制造技术，实现了自动化生产线智能化、感知化和自适应化，提高生产效率、节约成本、降低质量风险。
虚拟制造技术的核心理念在于数字化和智能化，数字化是指将产品和生产过程转化为数字化数据，以便进行仿真和虚拟验证。
在数字化的基础上，虚拟制造技术可以实现产品的可视化、交互式仿真，以及设计、制造和工程性能优化，并通过对生产过程的模拟和协调最大限度地提高生产效率和质量。
虚拟制造技术的另一个核心理念是智能化，即在生产过程中采用智能化技术实现生产线的感知、控制和优化，以最大限度地提高生产过程的效率和质量。
虚拟制造技术的未来发展趋势是数字化、智能化和可持续化。
数字化将在越来越多的工业领域实现，基于AI、大数据和物联网等技术的智能制造和自适应制造也将成为行业的发展方向，同时，可持续制造原则也被越来越多的企业所认同，把制造过程中的环境影响降到最低。
总之，随着虚拟制造技术的不断发展，数字化、智能化和可持续制造已成为发展趋势，通过虚拟制造技术的应用，可以有效降低制造成本、提高产品质量、加快产品研发周期，为产业的现代化和高效化作出贡献。
设计与制造中的虚拟化技术研究随着科技的不断发展，虚拟化技术越来越受到人们的重视，它可以将硬件、操作系统和应用程序相互分离，加强了计算资源的管理和利用效率。
在制造业中，虚拟化技术也被广泛应用，能够有效提高产品设计和制造效率，降低生产成本，提高产品质量和创新能力。
本文将探讨设计与制造中虚拟化技术的研究现状和未来发展趋势。
一、虚拟化技术在产品设计中的应用虚拟化技术在产品设计中应用非常广泛，可以实现对产品各个方面的模拟和评估，为生产和销售提供更全面的数据支持。
虚拟化技术可以提供多种方案的选择，降低设计风险，减少设计调整次数，提高设计效率。
同时，基于虚拟化技术的仿真测试可以极大地降低成本和时间，提高产品开发速度。
在产品外观设计方面，虚拟化技术可以提供真实的三维模型和动态模拟，方便设计师更好地展现设计效果，提高设计效率和节约成本。
在产品结构设计方面，虚拟化技术可以进行虚拟碰撞检测和结构分析，提前发现和解决潜在问题，减少生产过程中的事故隐患。
二、虚拟化技术在产品制造中的应用虚拟化技术在产品制造中的应用也非常广泛，尤其在数字化制造领域，虚拟化技术极大的降低了生产成本和提高了生产质量。
虚拟化技术可以通过数字化建模和仿真分析来提供全面的制造工艺优化和检测方案，从而实现生产效率和质量的提升。
在数字化制造方面，虚拟化技术可以实现虚拟生产线模拟和优化，通过数字化的方式来实现生产线的设计和优化，预测产线的实际效果，实现生产过程的智能化管理。
在生产质量方面，虚拟化技术可以进行制造过程中的虚拟检测和仿真评估，实现产品质量检测的智能化管理，提高产品生产的一致性和稳定性。
三、虚拟化技术的未来发展趋势虚拟化技术在设计与制造领域的应用非常广泛，目前，虚拟化技术在数字化制造方面的应用已经非常成熟，未来虚拟化技术将逐步向虚拟制造和智能制造方向发展。
虚拟制造是指利用虚拟仿真等技术对制造过程进行预测和优化，实现生产线、设备、制造工艺等多方面的虚拟化，从而可以更好地指导实际制造过程，提高生产效率和质量。
虚拟现实技术与制作应用研究在过去的几年中，虚拟现实技术已经成为人们越来越感兴趣的领域。
它是一种能够创造出仿佛真实世界一般的沉浸式环境的技术，让人们能够在现实和虚拟世界之间切换。
虚拟现实技术的应用领域很广，从娱乐到教育、医疗和工业都在使用这种技术。
在本文中，我将探讨虚拟现实技术及其制作应用的研究。
一、虚拟现实技术虚拟现实技术为人们提供了一种能够模拟真实环境的体验，让人能够感受到仿佛置身于其中的感觉。
这种技术的基础是虚拟现实系统，包括硬件和软件。
虚拟现实系统通常包括一套头戴式显示器、手柄以及传感器等设备，可以呈现出如虚拟环境、虚拟角色、虚拟交互等内容。
虚拟现实技术的核心是为用户创建一个沉浸式的环境。
通过将人放入被计算机控制的虚拟环境中，可以实现一种似乎与真实世界有所不同的交互体验。
虚拟现实技术可以应用于游戏、教育、卫生保健、建筑、工程设计等领域。
虚拟现实技术是一项全新的技术，它还有很多潜力等待开发。
它的使用也面临着许多技术和安全性的挑战。
例如，头戴显示器的重量、清晰度、延迟等问题都需要解决。
此外，由于虚拟现实技术需要获取用户的生物识别信息，所以相关安全问题也需要得到妥善解决。
二、虚拟现实制作应用虚拟现实被广泛应用于游戏和电影制作等娱乐领域。
这种技术让人们能够在游戏中体验到更加逼真的体验。
例如，通过虚拟现实技术，游戏玩家可以像走在现实世界中一样在游戏中行走，与虚拟角色进行交互，这种交互是前所未有的高度沉浸式。
此外，虚拟现实还有许多其他的实用应用。
在教育领域，通过虚拟现实技术可以为学生提供更加生动的学习体验，例如虚拟讲堂、虚拟考试和虚拟实验室等。
医疗领域也可以利用虚拟现实技术提供更加真实的模拟环境，帮助医生和患者更好地交流，更好的进行诊疗。
虚拟现实技术还可以应用于建筑和工程设计领域，让建筑师和工程师能够更容易地可视化出设计方案并进行模拟。
三、虚拟现实技术的发展虚拟现实技术在不断进步和发展。
新的技术和硬件设备的不断更新使虚拟现实的实际效果更加逼真。
浅谈虚拟制造技术的研究及应用摘要：虚拟制造技术是在激烈的市场环境下所产生的应对措施之一，同时也是信息技术与制造科学相结合的产物。
本文主要介绍了虚拟技术的定义、分类和支撑技术，归纳总结虚拟制造技术目前的研究和应用现状，并对虚拟制造的应用前景及发展方向进行展望。
关键字：虚拟制造；支撑技术；研究；应用1 引言随着科学技术的飞速发展和顾客需求的日益多样化，现代制造业面临全球范围的激烈竞争。
虚拟制造作为新出现的技术，它能够在产品设计开发的各个阶段把握产品制造过程的实况，找出各个阶段可能出现的问题，有效地协调设计与制造环节的关系，以寻求企业的最有效益。
从而能够降低了研发周期和研发资本，能够快速响应市场，适应现代制造业对产品T(time)、Q(quality)、C（cost）、S（service）、E（environment）的要求，极大地促进了敏捷制造的发展，推动了制造业的数字化、网络化、智能化。
2 虚拟制造技术的定义虚拟制造技术（virtual manufacturing, VM）是使用计算机模型和制造过程的仿真，以辅助被制造产品的设计与生产。
包括从生产开始就实时地、并行地对产品结构、工作性能、工艺流程、装配调试、作业计划、物流管理、资源调配及成本核算等一切生产活动进行仿真，检查产品的可加工性和设计的合理性，预测其制造周期和使用性能，以便及时修改设计，更有效地灵活组织生产。
虚拟制造可以缩短产品的研制周期、获得最佳的产品质量、最低的成本和最短的开发周期。
虚拟制造，顾名思义，是一种不同于现实制造的制造技术。
它不生产真实产品，基本不消耗材料和能量，而是利用制造对象、制造资源和制造工程的模型来展现“制造”的本质过程。
虚拟制造技术是多种计算机辅助技术面向产品全生命周期的集成化综合应用。
它不是对已有各单项技术的简单组合，而是对制造知识进行系统化组织，对产品对象、制造资源和制造活动进行全面建模。
由于计算机软硬件技术和网络技术的广泛应用，虚拟制造具有以下几个特点：⑴无须制造实物样机就可以预测产品性能，节约制造成本，缩短产品开发周期。
⑵产品开发中可与及早发现问题，现实及时的反馈和更正;⑶以软件模拟形式进行产品开发；⑷企业管理模式基于 Intranet 或 Internet,整个制造活动具有高度的并行性。
3 虚拟制造的种类按照与生产各个阶段的关系，虚拟制造可分为成为三类。
即以设计为核心的虚拟制造，以生产为核心的虚拟制造和以控制为核心的虚拟制造。
“以设计为核心的虚拟制造”是将制造信息加入到产品设计与工艺设计过程中，在计算机中生成制造过程原型，对多种制造方案进行仿真，对数字化产品模型的性能、可制造性、可装配性、成本等进行分析，优化产品设计和工艺设计，以期尽早发现产品设计及工艺过程存在的问题。
“以生产为核心的虚拟制造”是将仿真信息加入到生产计划模型中，以便快速便捷的评价多种生产计划，优化生产计划和制造环境的配置。
主要是根据企业现有资源对不同的加工过程进行评估优化，决定合理的生产组织方式。
“以控制为核心的虚拟制造”是将仿真能力加入设备控制模型中，提供实际生产过程中的虚拟环境，是企业在考虑车间控制行为的基础上对控制过程进行优化控制。
以上三种虚拟制造分别侧重于制造过程的不同方面。
但它们都以计算机建模，仿真技术为一个重要的实现手段，通过对制造过程进行统一建模，用仿真支持设计过程、模拟制造过程，进行成本估算和生产调度。
通过在制造过程的物理实现之前预测产品性能和制造过程的细节，并通过及时的信息反馈来修改产品模型以达到整体最优，从而可以降低企业成本，增强企业竞争力。
具体说来实施虚拟制造有以下反面的收益：⑴缩短产品开发周期。
传统制造遵循设计----试制----修改设计----规模化大生产的串行式结构，只是在试制出产品后才进行产品信息反馈，决定是否要修改设计。
而在虚拟制造中，可以随时在设计过程中检验可制造性和可装配性，方便的修改模型，信息反馈更为及时。
⑵提高产品质量。
虚拟制造过程通过多种制造方案进行仿真，优化产品设计和工艺设计，弥补了传统制造业靠经验决定加工方案的不足，提高了产品质量。
⑶降低了资源消耗。
由于虚拟制造在计算机中进行，并不消耗实际生产所需的物理材料，减少了材料浪费和刀具磨损。
⑷提高企业柔性生产能力，增强企业决策准确性。
决策者可以在虚拟制造中了解产品性能、制造成本、生产进度等信息、有助于决策者把握利润与风险之间的平衡。
4 虚拟制造的支撑技术虚拟制造技术是在虚拟环境下对计算机数据模型进行模拟分析的一项计算机辅助设计技术。
它是以CAX/DFX等计算机辅助软件为基础，集成和综合了可运行机械制造的环境，进行建模、仿真及优化设计，最终通过数据可视化和虚拟现实技术来完成将计算机虚拟制造过程。
(1)CAX／DFX技术CAX技术主要是指一系列的计算机辅助技术，如CAD、CAM、CAE、CAPP等。
．DFX技术主要强调产品设计中尽早地考虑其下游的制造、装配、检测、维修等各个方面的需要而形成的一系列技术，如DFM(可制造性设计)、DFA(可装配性设计)、DFT(可检测性设计)、DFM(可维修性设计)、DFO(可操作性设计)。
(2)建模、仿真、优化技术a．建模虚拟制造系统应当建立一个健壮的信息体系结构，包括产品模型、生产系统模型等VM环境下的信息模型。
b．仿真建立系统的模型，然后在模型上进行试验这一过程称为系统仿真。
根据模型的种类不同，系统仿真可以分成物理仿真、模型仿真、物理---数学仿真(半实物仿真)、数学仿真(计算机仿真)和基于图形工作站的三维可视交互仿真等从实物到计算机仿真的五个阶段。
计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。
c．优化技术优化技术是一种以数学为基础，用于求解各种工程问题优化解的应用技术，涉及工程问题的形式化描述、数学模型的定义及优化求解算法的创建和选用三大关键问题。
(3)数据可视化与虚拟现实技术a．数据可视化技术现代数据可视化(data visualization)技术是指运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。
近年来，随着网络技术与电子商务的发展，提出厂信息可视化(information visualization)的要求，通过数据可视化技术，发现大量金融、通信和商业数据中隐含的规律，为决策提供依据。
数据可视化技术的主要特点是：①交互性：用户可以方便地以交互的方式管理和开发数据；②多维性。
可以看到表示对象或事件的数据的多个属性或变量，而数据可以按其每一维的值，将其分类、排序、组合和显示；③可视性。
数据可以用图像、曲线，二维图形、三维体和动画来显示，并可对其模式和相互关系进行可视化分析。
b．虚拟现实技术是从20世纪80年代末诞生的面向21世纪的关键技术之一，它以检测技术、控制理论、电子通讯、信息处理以及机械工程等多学科理论为基础，综合了计算机科学、多媒体技术、图像处理、人工智能和神经网络、生理学、心理物理学，以及认知科学等的最新研究成果，创造性地把人类引向了一个全新的四维世界。
所谓虚拟现实技术，就是由计算机直接把视觉、听觉和触觉等多种信息合成，并提示给人的感觉器官，在人的周围生成一个三维的虚拟环境，从而把人、现实世界和虚拟空间融为一体，相互间进行信息的交流与反馈、虚拟现实技术或由它构筑的系统，最重要的特征在于临境感、交互性和构想性，即虚拟现实的三要素：①临境感，即身临其境的感觉；②交互性，即人和虚拟世界的信息交流，人和现实之间具有超过单纯临境感的动态关系；③构想性，即能使人在临境环境中产生新的灵感和构想。
5 虚拟制造的研究和应用现状虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。
如福特和克莱斯勒公司与IBM公司合作开发虚拟制造环境用于新型车的研制；通用电动机车部建成第一个完全数字化的机车虚拟样机模型；日本日产汽车公司开发整车虚拟仿真分析、数字样机及物理样机的生产；法国雷诺汽车公司虚拟工厂；在飞机制造方面，最典型的事例是波音777虚拟设计，波音飞机公司采用虚拟样机技术在计算机上建立了波音777飞机的最终模型，实现了整机设计、整机装配、部件测试等虚拟开发活动，使产品开发周期从八年缩短至五年；欧洲空中客车采用虚拟制造及仿真技术开展空中客车试制；波音--西科斯基公司使用虚拟样机与仿真技术设计制造RAH—66直升机；在机床制造方面，美国GIDDING ＆LEWIS机床制造公司的精密机床在线仿真控制研究及环境。
在我国，国内有很多高校向清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等科研教学单位已经开展了这一领域的研究工作并取得了一定的成果。
例如华中科技大学研究大洋采矿补偿平台串并联机构的运动方案时所采用的虚拟制造方法，对新提出的大洋采矿平台进行了分析、计算，不仅从结构上确定了尺寸规格，而且证实了改补偿平台的运动可行性。
当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国的基本国清，进行产品的三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真，主要是研究如何生成可信度高的产品虚拟样机，在产品的最终性能和可制造性。
在对产品性能具有高科技含量要求的行业中，如航空航天、军事、精密机床、微电子等领域。
随着研究的不断深入和相关技术的发展，虚拟制造部将得到日益广泛的应用。
5 结论虚拟制造技术，将从根本上改变现代机械工程设计领域设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。
在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。
虚拟机械制造是虚拟现设技术和计算机仿真技术在机械制造领域的综合发展及应用。
依靠现代技术在计算机中以虚拟的形式实现，在不消耗实际的资源的前提下，更加实际的反映出新开发产品的相关情况，为机械制造业带来了全新的概念。
虚拟制造技术是信息化制造的重要技术之一，实现虚拟制造需要强有力的技术支撑，虚拟制造技术的应用应结合我国制造业自身的特点，在吸收国外成熟经验的基础上大胆创新，形成特色发展。
坚信，随着我国对虚拟制造技术研究的深入，其广泛的应用已为其不远，终将成为一个现代化信息化制造企业的必由之路。
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