虚拟制造技术研究现状及展望
虚拟现实技术在制造业的发展现状和未来趋势分析
虚拟现实技术在制造业的发展现状和未来趋势分析近年来，虚拟现实技术在制造业的应用逐渐成为热门话题。
随着全球经济的快速发展以及市场竞争的日益激烈，制造业对于提高生产效率和降低成本的需求也日益迫切。
虚拟现实技术的兴起为制造业带来了全新的机遇，不仅可以帮助企业提高产品质量、加快研发速度，还可以在培训和维修方面发挥重要作用。
本文将就当前虚拟现实技术在制造业中的应用现状及未来趋势进行分析。
一、虚拟现实技术在制造业的应用现状1. 产品设计与仿真虚拟现实技术为制造企业提供了一种沉浸式的体验，使得产品设计和仿真更加准确和直观。
传统的产品设计需要通过图纸或建模软件来进行，而虚拟现实技术可以让设计师直接在虚拟环境中进行设计和操作。
通过虚拟现实技术，企业可以更加直观地预览产品的外观设计、功能性能等，减少了传统实物样机制作的成本和时间。
2. 生产过程优化虚拟现实技术还可以在生产过程中进行优化。
通过建立虚拟工厂模型，企业可以模拟和优化生产线的布局、工艺流程和物料搬运等，以提高生产效率和降低成本。
同时，虚拟现实技术还可以帮助企业进行设备维护和故障排除，减少停机时间，提高设备利用率。
3. 培训与技能传承制造业工人的技能水平对于产品的质量和生产效率至关重要。
虚拟现实技术可以提供真实场景的模拟，使得培训过程更加直观和高效。
通过虚拟现实技术，新员工可以在虚拟环境中模拟真实操作，并接受即时反馈和指导。
同时，企业内部老工人也可以通过虚拟现实技术进行技能传承和知识分享，为企业的持续发展提供保障。
二、虚拟现实技术在制造业的未来趋势1. 混合现实技术的发展混合现实技术结合了虚拟现实和增强现实技术，将虚拟信息与真实环境进行融合。
在制造业中，混合现实技术可以将数字信息和操作指南投影到实际工作场景中，使得工人能够更加高效地进行操作和维修。
随着硬件设备的不断升级和技术的突破，混合现实技术有望在制造业中得到广泛应用。
2. 云服务与虚拟现实技术的结合虚拟现实技术依赖于大量的计算和图像处理，而云服务提供了强大的计算和存储能力。
仿真技术在制造业的发展现状与未来趋势研究
仿真技术在制造业的发展现状与未来趋势研究近年来，随着科技的飞速发展，仿真技术在制造业中的应用越来越广泛。
从产品设计到生产流程优化，从工艺模拟到虚拟试验，仿真技术为制造企业提供了更加高效、低成本的解决方案。
本文将对仿真技术在制造业中的发展现状和未来趋势进行研究探讨。
首先，让我们来了解一下仿真技术在制造业中的应用现状。
一方面，仿真技术在产品设计方面扮演着重要的角色。
传统的产品设计往往需要花费大量的时间和资源进行多次实物样机制造和测试，而借助仿真技术，设计师可以在计算机上构建虚拟模型，并进行各种模拟分析，快速验证产品设计的可行性，降低了设计过程中的风险和成本。
另一方面，在生产流程优化中，仿真技术可以帮助制造企业模拟和分析复杂的生产流程，优化工艺参数，提高生产效率和质量。
此外，仿真技术还可以用来进行虚拟试验，加速产品开发过程，降低试验成本，提高安全性。
然而，尽管仿真技术在制造业的应用已经取得了一定的成就，但仍面临一些挑战和难题。
首先是仿真模型的精确性和准确性问题。
制造业中的复杂系统往往包含大量的参数和变量，要准确地模拟这些系统需要耗费大量的计算时间和资源，而有时候模型的准确性也无法得到保证。
其次是仿真技术的学习成本和使用门槛较高。
目前在制造业中，不少企业仍缺乏对仿真技术的全面了解和应用经验，导致不能充分挖掘仿真技术的潜力。
此外，还存在着大量仿真软件的选择问题，不同的仿真软件拥有不同的应用领域和模拟能力，企业需要根据自身需求做出明智的选择。
然而，尽管面临一些挑战和难题，仿真技术在制造业中的发展前景依然广阔。
首先，随着计算机硬件和算法的不断进步，仿真技术的计算能力将得到大幅提升，从而可以更准确地模拟实际制造系统。
其次，虚拟现实技术和人工智能技术的飞速发展也给仿真技术提供了更多的可能性。
虚拟现实技术可以使仿真模型更加直观真实，并为设计师和工程师提供更好的操作环境。
人工智能技术则可以帮助仿真系统自动化建模和分析，提高仿真的效率和精确性。
虚拟制造技术在我国的发展现状及策略研究
虚拟制造技术在我国的发展现状及策略研究虚拟制造是指对制造过程中的各个环节进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境，实现产品设计、性能分析、制造装配、质量检验全过程。
发展我国虚拟制造技术应以企业的需求为动力，通过政府的政策和计划的协调，积极开展成组技术、准时化生产技术及并行工程的研究与应用，为企业带来更大效益。
虚拟制造(Virtual Manufacture)出现于上世纪90年代，是以计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为基础的一种全新的制造体系和模式。
作为一种先进的制造模式．虚拟制造的应用范围必然会不断扩大．给更多的企业带来更大的收益。
一、虚拟制造的基本原理所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言，强调的是制造系统运行过程的计算机化。
虚拟制造涉及到多个学科领域，是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境。
虚拟制造是数字化形式的广义制造系统，不仅包括了产品的设计加工、装配，还包含了对企业生产活动的组织与控制，是对实际制造过程的动态模拟。
其企业管理模式基于Intranet或Internet，整个制造活动具有高度的并行性。
虚拟制造可分为三类：以设计为中心的虚拟制造，以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。
以设计为中心的虚拟制造强调以统一的制造信息模型为基础，对数字化产品模型进行仿真与分析、优化，以获得对产品的设计评估与性能预测结果。
以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下，对不同的加工过程及组合进行优化，通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策。
以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制。
二、虚拟制造技术的发展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，美国处于国际研究的前沿。
虚拟现实技术在制造业的应用
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。
虚拟实验技术的发展现状与未来趋势
虚拟实验技术的发展现状与未来趋势近年来，虚拟实验技术的快速发展引起了广泛关注。
虚拟实验技术是一种利用计算机模拟和虚拟现实技术来进行实验的方法，其可以有效地降低实验成本和风险，并且具有重复性好、可控性强的优点。
本文将介绍虚拟实验技术的发展现状，并探讨其未来的发展趋势。
一、虚拟实验技术的发展现状虚拟实验技术起源于20世纪80年代，在过去的几十年中，随着计算机技术和图形处理技术的不断进步，虚拟实验技术得到了长足的发展。
目前，虚拟实验技术主要应用在教育、医疗、工业设计等领域。
在教育领域，虚拟实验技术已经得到了广泛应用。
学生可以通过虚拟实验平台进行实验操作，观察和分析实验现象，培养实践能力和科学思维。
这种教学模式不仅可以提高学生的学习兴趣和动手能力，还可以方便教师进行评估和指导。
在医疗领域，虚拟实验技术在手术模拟和康复训练中发挥了重要作用。
通过建立人体模型和仿真环境，医生可以模拟真实手术场景，提前进行手术规划和演练，减少手术风险和错误。
同时，虚拟实验技术也可以用于康复训练，通过模拟重建运动过程，帮助患者恢复肌肉功能。
在工业设计领域，虚拟实验技术可以帮助工程师进行产品设计和验证。
通过建立虚拟现实环境，工程师可以进行产品的三维建模和仿真，优化产品结构和性能。
这不仅加速了产品设计和开发的进程，还降低了开发成本和风险。
虽然虚拟实验技术已经有了长足的进步，但仍然存在一些挑战。
一方面，虚拟实验技术需要依赖先进的计算机硬件和软件支持，这增加了技术投入和应用门槛。
另一方面，虚拟实验技术的模拟精度和真实感还有待提高，例如在物体材质、力学特性等方面的模拟。
二、虚拟实验技术的未来趋势虚拟实验技术在未来将会迎来更大的发展机遇和挑战。
以下是一些可能的未来趋势：1. 融合更多前沿技术：虚拟实验技术将会与人工智能、大数据、云计算等前沿技术相结合，实现更多的自动化和智能化功能。
例如，虚拟实验平台可以通过分析和挖掘大量实验数据，提供更准确的实验指导和优化方案。
设计与制造中的虚拟化技术研究
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。
虚拟制造的基本概念及研究开发动向
02
优化生产组织方式
虚拟制造可以帮助企业优化生产组织方式，实现生产资源的优化配置和生产过程的可视化。
虚拟制造的基本概念
02
虚拟制造是一种集成的、多学科的制造系统工程技术，它结合了信息技术、计算机技术、网络技术、并行工程、人工智能等现代高新技术，将实际制造过程映射到虚拟环境中。
虚拟制造利用计算机生成的产品虚拟模型，进行产品性能分析、工艺性验证、工艺流程设计、生产计划制定等制造活动，是一种先进的制造模式，能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量、缩短产品开发周期。
其他领域
虚拟制造的挑战和未来发展
06
缺乏标准化和集成化
01
当前虚拟制造领域缺乏统一的标准化和集成化规范，导致不同系统的互操作性和信息共享存在困难。
目前存在的问题
缺乏实用性
02
尽管虚拟制造技术已经在一些领域得到应用，但其实用性和效果还有待进一步提高。
技术门槛高
03
虚拟制造技术需要较高的技术门槛，需要掌握多种软件和技能，这也限制了其普及和应用。
增强现实
利用增强现实技术将虚拟信息和现实场景进行融合，提高生产效率。
虚拟现实技术
通过对生产数据的挖掘和分析，实现生产过程的优化和决策支持。
数据挖掘
通过机器学习技术对生产过程进行学习和预测，实现智能制造。
机器学习
人工智能技术
虚拟制造的研究开发动向
04
VS
近年来，虚拟制造技术得到了越来越多的关注和应用。在国外，许多知名企业和研究机构纷纷投入巨资进行虚拟制造技术的研究和开发，推动了这个领域的发展。例如，美国、德国和日本等国家在虚拟制造领域的研究和应用处于领先地位。
生产计划虚拟制造主要应用于生产计划制定阶段，通过计算机模拟生产计划执行过程和优化生产计划，以提高生产计划的准确性和效率性。
虚拟现实技术在生产制造中的发展现状与未来趋势
虚拟现实技术在生产制造中的发展现状与未来趋势虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种通过计算机生成的交互式虚拟环境，让用户可以身临其境地感受到其中的场景和体验。
近年来，虚拟现实技术在各行各业中得到了广泛应用，生产制造领域也不例外。
本文将探讨虚拟现实技术在生产制造中的发展现状与未来趋势。
一、虚拟现实技术在生产制造中的应用现状虚拟现实技术在生产制造中已经展现了巨大的潜力，并被广泛应用于以下几个方面。
首先，虚拟现实技术在产品设计中的应用。
传统的产品设计需要耗费大量的时间和成本，而虚拟现实技术可以通过模拟真实环境，让设计师在虚拟世界中进行实时设计和调试，提高了设计效率。
同时，虚拟现实技术还可以让客户在产品开发的早期阶段就能够直观地感受到产品的外观和功能，从而提供反馈和改进的机会。
其次，虚拟现实技术在生产线优化中的应用。
生产制造领域中，生产线的优化非常重要。
虚拟现实技术可以为生产线的规划和布局提供参考，通过模拟不同布局对生产效率的影响，帮助企业选择最佳方案。
此外，虚拟现实技术还可以用于培训员工和提高生产效率。
借助虚拟现实技术，员工可以在虚拟环境中进行培训，模拟真实工作场景，降低了培训成本和风险。
还有，虚拟现实技术在质量控制中的应用。
对于生产制造企业来说，保证产品的质量和一致性是非常重要的。
虚拟现实技术可以通过提供可视化的方式来检查产品的质量，帮助企业快速发现潜在问题并进行改进。
同时，虚拟现实技术还可以用于产品组装的指导，例如通过模拟组装过程，指导工人正确进行操作。
二、虚拟现实技术在生产制造中的未来趋势随着虚拟现实技术的不断发展，其在生产制造中的应用也将迎来更多的发展机遇。
以下是几个未来趋势的展望。
首先，虚拟现实技术在远程协作中的应用。
随着企业不断全球化，远程协作已经成为现代生产制造的一个重要趋势。
虚拟现实技术可以通过创建虚拟会议室，让远程团队成员能够共同参与到项目中，实时交流和协作。
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１．１ 虚拟制造的分类
（１） 以设计为中心的Ｖ Ｍ 这类研究是将制造信息 加入到产品设计与工艺设计过程中，并用计算机进行 数字化制造、仿真多种制造方案，检验其可制造性、 可装配性，即面向装配的设计（ Ｄ Ｆ Ａ ） ，预测产品性能 和成本。目的是能通过 仿真制造” “ 来优化产品设计、 工艺过程，及时发现、识别与设计有关的潜在问题和 判断其优缺点。 （２） 以生产为中心的Ｖ Ｍ 这类研究是将仿真能力 加入到生产计划模型中，其目的是方便快捷地评价多 种生产计划，检验新工艺流程的可行性、产品的生产 效率、资源的需求情况，进而达到优化制造环境的配 置和生产的供给计划。 （３） 以控制为中心的Ｖ Ｍ 这类研究是将仿真能力 增加到控制模型中，提供对实际生产过程仿真的环 境，目的是在考虑车间控制行为的基础上，评估新的 或改进的产品设计及与车间生产相关的活动，从而优 化制造过程，改进制造系统。
１４８ １４８
Mining & Processing Equipment
虚拟制造技术研究现状及展望
第 ３５ 卷 ２００７ 年第 １２ 期 （３） 工艺模型 将工艺参数与影响制造功能的产品 设计属性联系起来，以反应生产模型与产品模型之间 的交互作用。工艺模型必须具备计算机工艺仿真、制 造数据表、制造规划、统计模型以及物理和数学模型 的功能。 １．２．２ 仿真技术 仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象 和简化形成系统模型，然后在分析的基础上运行此模 型，从而得到系统一系列的统计性能。由于仿真是以 系统模型为对象的研究方法，而不干扰实际生产系 统，同时可以利用计算机的快速运算能力，在很短时 间内模拟实际生产中需要很长时间的生产周期，因此 可以缩短决策时间，避免资金、人力和时间的浪费。 计算机还可以重复仿真，优化实施方案。 仿真的基本步骤为：研究系统 → 收集数据 → 建 立系统模型 → 确定仿真算法 → 建立仿真模型 → 运 行仿真模型 → 输出结果并分析。产品制造过程仿真， 可归纳为制造系统仿真和加工过程仿真。 虚拟制造系统中的产品开发涉及到产品建模仿 真、设计过程规划仿真、设计思维过程和设计交互行 为仿真等，以便对设计结果进行评价，实现设计过程 早期反馈，减少或避免产品设计错误。加工过程仿真 包括切削过程仿真，装配过程仿真，检验过程仿真以 及焊接、压力加工、铸造仿真等。目前上述两类仿真 过程是独立发展起来的，尚不能集成，而 ＶＭ 中应建 立面向制造全过程的统一仿真。 １．２．３ 虚拟现实技术 ＶＲＴ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 虚拟现实技术是为改善人与计算机的交互方式， 提高计算机可操作性产生的，是人的想象力和电子学 等相结合而产生的一项综合技术。它综合利用计算机 图形系统、各种显示和控制等接口设备及多媒体计算 机仿真技术，在计算机上生成一种特殊的、可交互的 三维环境 （称为虚拟环境）。虚拟现实系统 ＶＲＳ （Virtual Reality System） 包括操作者、机器和人机接口３个基 本要素，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行 自然交互，使人产生身临其境的沉浸感觉。它不仅提 高了人与计算机之间的和谐程度，也成为一种有效的 仿真工具。 利用 ＶＲ 系统可以对真实世界进行动态模拟，计 算机能够跟踪用户的交互输入，并及时按输入修改虚 拟环境，使人产生身临其境的感觉，充分发挥用户的 想象力。交互性、沉浸性和想象力是 ＶＲ 系统在人— 机关系上的基本特征。这３个特征充分反映了人的主 导作用，从过去只能从外部观看计算机的处理结果， 到能沉浸到计算机创建的环境中去；从只能通过键 盘、鼠标同计算机环境中单维数字化信息发生交互作 用，到有可能从定性和定量综合的环境中得到感性和 理性的认识，让用户沉浸其中，以获取知识和形成新 的概念。
作者简介：季绍琨，男，１９６３ 年生，山东烟台人，工学学士，现 任教于泰山学院应用科学技术系，副教授。
前 沿
极为重要的地位。另一方面，虚拟制造技术超越了 编者注：本文压题照片为虚拟制造技术在磨机设计中的应用。 d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c （上接第１４７页） 法运算的计算机控制系统，同时还必 须有液压控制阀。因此，数字式液压缸实际上是一个 由液压阀、液压缸和计算机控制系统 （包括键盘、传感 器、微控制器、步进或伺服电机等电驱动元件在内） 组 成的计算机控制的液压系统，在这个系统级和相应元 件级的任何创新都是创新性的数字液压缸。 制器、工控机等） 、数字元件之间以及元件与系统之间 的通讯技术 （组态、总线、故障诊断等），这６项技术 是液压元件数字化的关键技术。
２ 虚拟制造的应用研究与发展
由于虚拟制造技术具有诱人的应用前景，工业发 达国家均着力于虚拟制造的研究与应用。在美国，已 形成了由政府、产业界、大学组成的多层次、多方位 的综合研究开发力量，主要进行虚拟制造rocessing Equipment
第 ３５ 卷 ２００７ 年第 １２ 期 键技术、系统开发和建立虚拟制造环境等技术的研 究；在欧洲，许多大学和研究机构通过相互间的合作 并联合企业进行虚拟制造技术的研究工作；在日本， 已经形成了以大阪大学为中心的研究开发力量，主要 进行虚拟制造系统的建模和仿真技术的研究，并开发 出了虚拟工厂的构造环境。实际应用的典型例子有奔 驰公司利用 Rodcad 虚拟制造软件缩短了 ３０％～４０％ 的车体喷漆设计时间；波音 ７７７ 的整机设计、部件测 试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上 完成的，使其开发周期从过去８年时间缩短到５年； 日产汽车公司利用 Rodcad 虚拟制造软件解决了 １１７ 台 机器人、１ ２００ 个程序的协同工作编程问题，生产线 的编程时间缩短到３个月，节省 ５ ０００ 万日元的费用。
虚拟制造技术研究现状及展望
拟生产加工、虚拟装配、虚拟企业与虚拟设备、原料 和产品供应链等共享和继承、可重用性问题。 （３） 虚拟装配中的碰撞和零件的碰撞变形以及力反 馈问题。
３ 结语
虚拟制造是由许多先进学科、先进知识形成的综 合系统技术，是一个极具潜力的前沿研究方向，由于 现在多媒体技术和网络技术的迅速发展，虚拟制造将 是下一代生产制造的趋势。由于 ＣＡＤ／ ＣＡＥ／ ＣＡＭ 系 统基本上解决了虚拟产品的概念、设计和详细设计部 分，目前虚拟制造主要研究的是生产制造、装配部分 以及各个环节信息的综合。 在宏观上，虚拟制造要仿真整个工厂以及其中的 物流、信息流、能量流，这对实际生产中如何控制物 料、掌握生产节拍有指导意义。在微观上虚拟制造要细 化到仿真每个细节，这为宏观虚拟制造奠定了基础。 参 考 文 献
前 沿
１．２ 虚拟制造的关键技术
虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、 仿真技术和虚拟现实技术为支持。虚拟制造技术涉及 面很广，诸如环境构成技术、过程特征抽取、元模 型、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、 多学科交驻功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现 实技术、建模与仿真技术等。其中后３项是虚拟制造 的核心技术。 １．２．１ 建模技术 虚拟制造系统 ＶＭＳ （Virtual Manufacturing System） 是现实制造系统 ＲＭＳ （Real Manufacturing System） 在 虚拟环境下的映射，是 ＲＭＳ 的模型化、形式化和计算 机化的抽象描述和表示。ＶＭＳ 的建模包括生产模型、 产品模型和工艺模型的信息体系结构。 （１） 生产模型 可归纳为静态描述和动态描述两个 方面。静态描述是指系统生产能力和生产特性的描 述，动态描述是指在己知系统状态和需求特性的基础 上预测产品生产的全过程。 （２） 产品模型 是制造过程中，各类实体对象模型 的集合。目前产品模型描述的信息有产品结构明细 表、产品形状特征等静态信息。而对 ＶＭＳ 来说，要使 产品实施过程中的全部活动集成，就必须具有完备的 产品模型，所以虚拟制造下的产品模型不再是单一的 静态特征模型，而是能通过映射、抽象等方法提取产 品实施中各活动所需的模型。
１ 张利平．液压传动与控制．西安：西北工业大学出版社，２ ０ ０ ５ ２ 黎啟柏．电液比例控制与数字控制系统．北京：机械工业出版 社，１ ９ ９ ７ ３ 吴文静，刘广瑞．数字化液压技术的发展趋势．矿山机械， ２００７（８）□ （收稿日期：２００７－０８－２９）
４．２ 液压马达
液压马达也是一种把液压能转换为机械能的液压 执行元件，只不过与液压缸相比，液压马达输出的机 械能是转速和转矩形式的。液压马达的创新思路与液 压缸有相似之处，同时其调速方法的数字化与变量油 泵的数字化有相似之处。
ＣＡＤ／ ＣＡＭ／ ＣＡＥ 技术，ＣＡＤ／ ＣＡＭ／ ＣＡＥ 技术主要考 虑产品本身信息的集成与建模，而虚拟制造技术还要 考虑加工过程的建模等问题。
１ 虚拟制造
所谓的虚拟制造，目前还没有统一的定义标准， 但综合地讲，虚拟制造可定义为利用仿真与虚拟现实 技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，采用群 组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能 及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造 的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制 造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制。
第 ３５ 卷 ２００７ 年第 １２ 期
虚拟制造技术研究现状及展望
论文编号：１００１－３９５４（２００７）１１－０１４８－１５０
虚拟制造技术研究 现状及展望
王爱云
洛阳市自来水公司 河南洛阳 ４７１００３ 摘要：虚拟制造是利用仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，采用群组协同 工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造 的本质过程。介绍了它的含义、分类、关键技术；评述了虚拟制造技术的研究、应用状况；展望了 虚拟制造技术的发展。 叙词：虚拟制造 集成 仿真 建模
为核心的计算机集成制造系统 （CIMS, Computer
Integrated Manufacture System） 开始得到实施，２０ 世 纪 ８０ 年代末，以过程集成为核心的并行工程 （CE, Concurrent Engineering） 技术进一步提高了制造水平； 进入 ２０ 世纪 ９０ 年代，先进制造技术进一步向更高水