虚拟制造及其工业应用
虚拟制造技术的相关概念及其应用
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。
虚拟制造技术的应用
虚拟制造技术
6. 计算机辅助工艺设计 CAPP系统能够完成工艺过程设计、工艺文件管理、信息集成等工艺设计,是一个将产品 数据转化成面向制造的指令性数据的重要环节,起到承上(产品设计)启下(加工制造与管理)、连 接CAD与CAM 的作用。CAPP系统的设计方法很多,典型的有基于专家系统的工具型CAPP系 统、基于产品数据管理(Product Data Management,PDM)的集成化CAPP系统及基于AI的智能 化CAPP系统等。这些CAPP系统已经在航天、汽车、电子等行业得到广泛应用。但由于 CAPP针对的是典型的跨学科的复杂问题,而工艺设计是一门经验性与技巧性很强的学科,因此 CAPP很难实用化和通用化。
1. 虚拟建模 虚拟建模是虚拟制造系统的核心,主要内容是根据产品的设计尺寸,建立三维几何模型, 它是虚拟制造的基础工作,并为其他设计、分析提供产品的数据源。虚拟建模可以通过 CAD软件实现,常用的CAD 软件包括UG、SolidEdge动力学分析 运动学分析的目的是通过考察各零部件的相对运动状态,检验机构是否发生干涉并考察 和评价系统的速度和加速度特征。动力学分析的目的是考察发射装置在发射导弹过程中,机构 的运动参数和受力情况等能否满足设计要求。 将运动部件在CAD系统中进行简化后导入动力学分析(MMS)软件中,根据零件材料对实 体模型赋予密度、惯性力矩等参数,并根据发射装置的机构运动原理对模型施加约束、载荷、 接触等作用。最后通过对虚拟样机的仿真得出导弹的分离参数、发射装置主要承力件的受力 值、发射装置机构运动时序等重要参数,可以用来生成柔性体有限元分析的外部载荷。常用的 MMS 软件有MSC.ADAMS、DADS、SIMPACK 等。
先进制造技术
虚拟制造技术
1.1 虚拟制造技术的应用情况
仿真技术在工业中有哪些应用
仿真技术在工业中有哪些应用在当今的工业领域，仿真技术正发挥着日益重要的作用。
它就像是一位“虚拟的预言家”，能够帮助企业在实际生产之前，就对各种可能的情况进行预测和优化，从而降低成本、提高效率、减少风险。
那么，仿真技术究竟在工业中有哪些具体的应用呢？首先，仿真技术在产品设计与开发方面表现出色。
在新产品的研发过程中，工程师们可以利用仿真软件创建虚拟模型，对产品的性能、结构、可靠性等进行模拟和分析。
比如，在汽车制造业中，设计师可以通过仿真来模拟车辆在不同路况下的行驶性能，包括悬挂系统的响应、刹车效果、燃油消耗等。
这样一来，在实际制造之前，就能够发现潜在的问题并进行改进，大大缩短了产品的研发周期，降低了研发成本。
在航空航天领域，仿真技术更是不可或缺。
飞机的机翼设计、发动机性能优化、飞行姿态控制等都需要依靠仿真来进行评估和验证。
通过对空气动力学的仿真分析，可以精确预测飞机在不同速度和高度下的受力情况，从而为设计提供科学依据，确保飞机的安全性和性能达到最优。
其次，仿真技术在生产流程优化中也大显身手。
工厂的生产线布局、设备的运行效率、物料的流动路径等都可以通过仿真进行模拟和优化。
以电子制造企业为例，通过对生产线上各个工序的时间和资源消耗进行仿真，可以找出瓶颈环节，合理调整设备配置和人员安排，从而提高整个生产线的生产效率，减少在制品库存，降低生产成本。
在化工行业，仿真技术可以帮助优化工艺流程。
例如，对化学反应过程的模拟，可以确定最佳的反应条件，如温度、压力、反应物浓度等，从而提高产品的产量和质量，同时减少能源消耗和废弃物排放。
再者，仿真技术在供应链管理中也发挥着重要作用。
企业可以通过建立供应链仿真模型，模拟原材料的采购、生产计划的制定、产品的配送等环节，以应对市场需求的不确定性和变化。
通过仿真分析，可以评估不同供应链策略的效果，如库存策略、运输方式选择等，从而提高供应链的灵活性和响应速度，降低缺货风险和库存成本。
虚拟现实技术在工业设计中的运用
虚拟现实技术在工业设计中的运用一、前言虚拟现实技术被认为是未来科技发展的重点领域之一，随着现代工业设计的发展，虚拟现实技术在工业设计中的应用也得到越来越广泛的关注。
本文将从虚拟现实技术在工业设计中的基础应用开始，进一步探讨其在工业设计中的优势和发展趋势。
二、虚拟现实技术在工业设计中的基础应用工业设计是产品生命周期中最重要的环节之一，包括设计、制造、销售等全过程。
虚拟现实技术在这个全过程中的应用，具体表现在以下几个方面：1. 产品设计虚拟现实技术为工业设计提供了更加迅速、直观的产品设计方案。
传统的设计方法主要是将所有可能的设计图纸全部画出来，然后比较各种设计的优劣、特点、成本、工艺等。
这种方法的问题在于，无法将产品本身的特性直观地呈现给设计人员和客户。
而使用虚拟现实技术，设计人员可以在计算机上制作出产品的模型，并利用头戴式显示器等设备来模拟客户使用该产品的真实场景和环境，这样能够更加直观地感受产品的设计方案，从而在设计过程中提高效率。
2. 产品制造虚拟现实技术在产品制造阶段的应用同样非常重要。
一方面，虚拟现实技术可以通过模型验证对产品工艺进行分析，降低产品制造过程中的失误率。
另一方面，虚拟现实技术还可以将产品的制造步骤进行可视化，为工人提供更加直观、易懂的指导和说明。
这一功能的应用，已经被广泛用于飞机、汽车等大型产品的制造过程中。
三、虚拟现实技术在工业设计中的优势相对于传统设计方法，虚拟现实技术在工业设计中具有以下几个优势：1. 易于使用传统的设计方法需要非常复杂的过程，比如建立模型、验证各种原则、制作样品等，并且这些过程中可能会出现大量的误差和失误。
而使用虚拟现实技术，在一些虚拟现实平台上，只需要利用鼠标、键盘、手柄等简单的工具就能完成产品的设计和验证。
2. 降低成本通过使用虚拟现实技术，需要制作的原始产品数量可以降低。
因为产品的设计和制造过程都可以通过虚拟现实技术模拟和验证，可以减少在实际制造过程中的误差和失误，从而减少实际制造需要的材料和人力。
机械制作的虚拟设计与虚拟制造技术
机械制作的虚拟设计与虚拟制造技术现代科技的迅猛发展使得虚拟设计与虚拟制造技术在机械制作领域得到了广泛应用。
虚拟设计与虚拟制造技术通过模拟真实的制造环境，可以大幅度提高机械制作的效率和质量。
本文将探讨虚拟设计与虚拟制造技术在机械制作中的应用，以及其带来的益处和挑战。
一、虚拟设计技术在机械制作中的应用虚拟设计技术是指利用计算机软件来模拟机械制作的各个环节，包括产品设计、工艺分析、装配优化等。
通过虚拟设计技术，可以在计算机上实现对机械产品的三维建模，并对产品进行各种分析和测试，从而提前发现和解决潜在的问题。
1. 产品设计：虚拟设计技术可以帮助工程师在计算机上对产品进行各种设计和优化。
通过三维建模和仿真分析，工程师可以预先观察产品在不同工作条件下的工作状态，并通过模拟实验来改善产品的性能和可靠性。
2. 工艺分析：虚拟设计技术可以模拟机械制作中的各个工艺环节，例如切削、焊接、组装等。
通过对工艺进行虚拟分析，可以评估不同工艺参数对产品质量和生产效率的影响，为实际制造提供指导。
3. 装配优化：虚拟设计技术可以对产品的装配过程进行模拟和优化。
通过虚拟装配，可以避免实际装配中可能出现的问题，如零件位置偏差、冲突等，提高产品的装配质量和效率。
二、虚拟制造技术在机械制作中的应用虚拟制造技术是指通过虚拟仿真来模拟机械制造的整个过程，包括加工计划、生产调度、设备操作等。
通过虚拟制造技术，可以提高机械制造的效率和质量，并降低成本和风险。
1. 加工计划：虚拟制造技术可以对机械加工过程进行虚拟仿真，包括工艺规划、刀具路径生成等。
通过虚拟仿真，可以评估不同加工方案的优劣，并选择最优的加工方案，提高加工效率和质量。
2. 生产调度：虚拟制造技术可以模拟生产线上设备的运行情况，并进行生产调度优化。
通过虚拟仿真，可以评估不同生产调度方案的生产效率和资源利用率，并做出合理的调度决策。
3. 设备操作：虚拟制造技术可以提供对设备操作的虚拟训练。
虚拟现实技术在工业领域的应用
虚拟现实技术在工业领域的应用随着科技的发展，人们对虚拟现实技术（VR）的关注度越来越高。
在未来，虚拟现实技术将会有更多的应用领域，其中之一就是工业。
虚拟现实技术可以提高工业生产效率和安全性，降低生产成本，具有广阔的应用前景。
一、虚拟现实技术在工业中的应用虚拟现实技术在工业领域中的应用范围很广，其中包括以下几个方面。
1.虚拟改进实训在生产和制造行业中，工人的安全问题一直是一项重点。
为了改善工人的安全工作环境，企业可以通过虚拟现实技术来进行实训。
利用虚拟现实技术，工人可以在真实环境的模拟情况下进行安全培训，提高操作技能、感知能力和应变能力。
2.虚拟现实模拟虚拟现实技术可以帮助企业进行生产制造过程的模拟，提高整个制造流程的效率，减少机器设备故障的发生，降低生产成本。
企业可以通过虚拟现实技术来模拟生产线的工作流程，监控机器设备的运行状态及其周围环境，及时排除故障，可以实现生产效率的提高，生产成本的降低和生产安全的保障。
3.虚拟现实体验虚拟现实技术可以帮助企业开展产品推广以及销售。
通过使用虚拟现实技术，企业可以提前展示新产品的设计、形态、功能等特点，增强消费者与产品的互动性，进而加强品牌形象和竞争力。
以上是虚拟现实技术在工业中的应用方面，不同的应用方式都可以为企业带来质的变化，提高企业的生产效率，提高工人的专业技能水平，改善生产工作环境，为企业创造更加广阔的发展空间和利益回报。
二、虚拟现实技术的前景与挑战虚拟现实技术在未来的发展前景非常广阔，但同时也存在一些挑战。
1.技术本身的局限性。
虚拟现实技术的应用需要支持的硬件和软件设备，包括耳机、眼镜、手套等。
当前的虚拟现实技术设备还不能很好地模拟人类的身体反应，电池续航时间也比较短，这些限制了虚拟现实技术在工业中应用的范围。
2.人员培训的多样性。
工业是一个复杂的领域，虚拟现实技术的使用需要大量的人员培训，包括软件开发、硬件支持、应用技能等，这将会是一个持续的过程，增加了企业的人力成本和时间成本。
机械制造中的虚拟仿真技术有何应用
机械制造中的虚拟仿真技术有何应用在当今高度发达的工业领域，机械制造正经历着一场深刻的技术变革。
其中，虚拟仿真技术作为一项创新的手段，正逐渐在机械制造的各个环节发挥着至关重要的作用。
虚拟仿真技术是什么呢？简单来说，它是一种利用计算机模拟真实世界的技术。
在机械制造中，通过建立数学模型和物理模型，虚拟仿真技术能够在计算机中重现机械产品的设计、制造、运行和维护等过程。
首先，在产品设计阶段，虚拟仿真技术就展现出了巨大的优势。
以往，设计师们只能依靠图纸和经验来构想产品的外观和性能。
但有了虚拟仿真技术，他们可以在计算机中创建三维模型，直观地看到产品的每一个细节。
不仅如此，还能对产品进行各种性能测试，如力学性能、热性能、流体性能等。
比如，在设计一款汽车发动机时，工程师可以通过虚拟仿真技术模拟发动机在不同工况下的运行情况，提前发现可能存在的问题，如零件磨损、过热等，并及时进行优化设计。
这样一来，大大减少了后期的修改和返工，缩短了产品的研发周期，降低了成本。
在制造工艺规划方面，虚拟仿真技术同样有着出色的表现。
制造过程中的每一个步骤，如切削、焊接、装配等，都可以在虚拟环境中进行模拟。
通过分析模拟结果，工艺工程师可以优化工艺参数，选择最合适的刀具、夹具和加工路径。
例如，在数控加工中，通过虚拟仿真可以提前预测刀具的轨迹和切削力，避免碰撞和过切现象，提高加工精度和效率。
虚拟仿真技术在生产过程的优化中也发挥着关键作用。
它可以模拟整个生产线的运行情况，包括物料流动、设备运行、人员操作等。
通过对这些因素的分析，企业可以发现生产过程中的瓶颈环节，进行合理的布局调整和资源配置。
比如，一家工厂发现某条生产线的物料运输效率低下，通过虚拟仿真分析，发现是运输路径不合理导致的。
经过优化运输路径，生产效率得到了显著提升。
对于设备的维护和维修，虚拟仿真技术也带来了新的解决方案。
通过建立设备的虚拟模型，可以模拟设备的故障情况，为维修人员提供培训和演练的机会。
虚拟现实技术在工业设计中的应用
虚拟现实技术在工业设计中的应用虚拟现实技术是一种高科技的数字化技术，它可以模拟实际的情境或场景，使得用户可以身临其境地感受到虚拟世界，从而辅助进行各种设计工作。
在工业设计领域，虚拟现实技术给设计师们带来了许多便利和优势，以下是具体的应用场景：1.产品设计与展示产品的设计是一个十分复杂的过程，需要进行多次的修改和调整。
然而，在虚拟现实技术的帮助下，设计师可以通过电脑模拟出产品的外观和内部构造，对其进行修改和调整，从而节约了时间和成本。
而且，设计师还可以将通过虚拟现实技术制作出来的产品进行展示，以及户外各种场所的搜查。
2. 设计团队中的协作虚拟现实技术可以给设计团队成员创造一个虚拟空间，在这个空间里，他们可以交换意见、修改设计，而且可以实时的形成交互式的讨论结果，避免了跨越不同时间和地点的协作偏差，使得团队成员可以更加高效地共同完成设计工作。
3.模拟装配和对整体流程的热测试在虚拟现实技术的帮助下，设计师们可以通过模拟影像的制作和播放，实现对一些复杂的装配工艺的培训。
此外，可以在虚拟模拟中进行整体流程的热测试，预测设计的好坏，保障新设计的成功性。
4.增强实验室和技术培训虚拟现实技术可以用于增强实验室和技术培训，为设计师们和技术人员提供一种真实的仿真场景，从而提升他们的技能和能力。
在这些场景中，可以模拟出真实的操作和环境，让设计师和技术人员更加深入地理解设计和技术知识。
5.建立用户场景通过虚拟现实技术，设计师可以准确地模拟出用户场景，了解他们的需求和反馈，从而更加实现人机交互的改善。
同样，用户也可以通过虚拟现实技术来对设计及产品体验做出反馈和评估。
总之，虚拟现实技术在工业设计领域的应用非常广泛，在设计师简化设计流程方面，提升设计质量和效率方面，都有着极大的帮助和作用。
预计在未来的发展中，虚拟现实技术会越来越成为工业设计的重要辅助工具。
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~~学院2012-2013学年第一学期期终考试《先进制造技术》考核试题姓名：学号：班级：机制本3虚拟制造及其工业应用摘要：虚拟制造技术是现代化制造的重要技术之一，实现虚拟制造需要有强有力的技术支撑，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。
可以预言，随着我国对虚拟制造技术研究的深入，其广泛的应用已为期不远，终将成为一个现代化化制造企业的必由之路。
关键词：虚拟制造的概念虚拟制造的发展虚拟制造的应用1虚拟制造技术的基本概念为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化作出快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产作出合理的调整与重新规划。
计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。
基于这些因素，90年代中有许多新概念、新观点应运而生，虚拟制造（VirtualManufacture)就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式。
在虚拟制造中，产品开发是基于数字化的虚拟产品开发方式（VirtualProductDevelopment），以用户的需求为第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征。
VPD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开拓能力。
虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。
这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。
如波音777，其整机设计、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，其开发周期从过去的8年缩短到5年；Chrycler公司与IBM合作开发在虚拟制造环境用于其新型车的研制，在样车生产之前，即发现其定位系统及其他许多设计有缺陷，从而缩短了研制周期。
尽管虚拟制造技术的出现只有短短的几年时间，虚拟制造的应用将会对未来制造业的发展产生深远的影响2 虚拟制造技术的发展近几年来，虚拟制造技术也引起我国科技工作者的关注，据不完全统计，目前全国已有34家科研机构、高等院校和企业正在开展VM技术方面的研究。
国家863/CIMS主题组也将“制造系统的可视化、虚拟建模与仿真”确定为研究重点。
国家自然科学基金也有专门的研究课题。
我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的CAD／CAE／CAM和仿真技术等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统的研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和与国内环境的结合上。
由于我国受到CAD／CAE／CAM基础软件、仿真软件、建模技术的制约，阻碍了虚拟制造技术的发展。
但这几年，我国虚拟制造技术受到普遍的重视，发展很快，发展势头强劲。
2.1虚拟制造技术的发展及其国内外发展趋势虚拟制造技术的发展首先是在其支撑技术的发展上取得进展，例如，虚拟现实技术、仿真技术等。
特别是一些单元技术与制造业的紧密结合不断深入，并为其作出了巨大的贡献，更推动了这些技术的进一步发展。
虚拟制造技术虽然于80年代才刚刚提出来的。
但随着计算机技术的迅速发展，在90年代得到人们的极大重视而获得迅速发展。
欧洲以大学为中心也纷纷开展了虚拟制造技术研究，如虚拟车间、建模与仿真工程等的研究。
日本在60－70年代的经济崛起受益于先进制造与管理技术的采用。
日本对虚拟制造技术的研究也秉承其传统的特点－重视应用，主要进行虚拟制造系统的建模和仿真技术以及虚拟工厂的构造环境研究。
我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的cad／cae／cam和仿真技术等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统的研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和与国内环境的结合上。
由于我国受到cad／cae／cam基础软件、仿真软件、建模技术的制约，阻碍了虚拟制造技术的发展。
但这几年，我国虚拟制造技术受到普遍的重视，发展很快，发展势头强劲，例如：机械科学研究院与同济大学、香港理工大学合作进行的分散网络化制造、异地设计与制造等技术的理论研究和实践活动已经取得了不少进展；清华大学进行了虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究；浙江大学进行了分布式虚拟现实技术、vr工作台、虚拟产品装配等研究；西安交大和北航进行了远程智能协同设计研究；天大、北京机床所、大连机床所进行了机床的虚拟设计和轴机床的研究；西北工业大学进行了虚拟样机的研究；哈工大、北京机电所、上海交大、南京理工大学等单位也进行了这方面的研究。
据不完全的调查统计，国内进行虚拟制造技术研究的单位达到了100家，已经取得了一些可喜的进展。
在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术等方面的研究都很活跃。
但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距，除了三维建模已经有了4种商业软件外，其他方面还没有形成产业化。
我国的研究多集中于高等院校和少量的研究院所，企业和公司介入的较少。
2.2国内机械装备数字化虚拟制造的发展2.1.1现有CAE/CAD/CAM技术的应用需要更进一步深入目前模具的冲压工艺分析（CAE）在前、后处理方面没有形成一个统一的、标准的规范，对软件的使用可以说是因人而异、因公司而异，因此对分析结果的评价也必然存在一定的差异。
另外，工作职责不够细化，难以培养出CAE分析的专家人才。
DL设计人员进行产品的工艺性评审，工艺方案的预测，工艺方案的制定，工艺方案的可行性分析等工作，CAE的应用始终是处于一种泛泛的基础应用的状态。
而目前的CAE 主要应用于拉延成形类的可行性分析，对于后序的修边线优化、翻边成形的可行性，以及回弹扭曲的预测及补偿分析工作亦鲜有开展。
也即，完善标准化、专业化，向后工序拓展应用，是需要进一步深入的内容。
在CAM方面国内的发展非常接近国外，在数控设备、编程能力方面并不处于劣势，只是在加工用数据上的差距就很大。
模面的加工数模与产品数模可能有较大的差异，加工用模面的制作需要积累大量的实践经验并遵循相应准则，这种准则的编制需要对产品的匹配关系及整车的焊装具有相当程度的了解，甚至需要对白车身设计有足够的把握。
这种精细化模面的制作，我们还需要长期的总结和积累。
2.1.2. 建立完善的仿真模拟体系利用现有数字平台基础建立完善的仿真模拟体系，发挥出数字技术的优势，能在设计阶段发现制造中可能出现的问题，在实际生产前就采取预防措施，提高一次调试成功率。
（1）模具仿真模拟实现模具、级进模具、大型模具冲压线、压合模具及复杂模具的运动仿真分析。
当前，车身模具的结构越来越趋向于复杂、紧凑，依靠以往那种在三维环境中采用人眼视觉判断、截面观察等设计验证手段，难以检验出运动中的问题。
在分析机械搬运是否顺畅无干涉、人工搬运是否安全、便捷等方面，则更加有必要进行仿真模拟。
另外，为提高运动仿真效率，应该建立典型机构的运动场景：比如搬运机构、压床运动机构、斜楔典型运动。
（2）焊接工装仿真模拟实现焊装线整体工艺规划模拟。
利用预先定义好的焊装工艺规划模板，导入产品树图后，进行实际的焊装工艺规划，规划过程中要同时将各种焊接资源如焊装厂房结构、工艺节拍、工装夹具布局、工艺物流、焊接设备等因素统一考虑，在计算机内形成“真实的”焊装工艺流程。
并对焊装生产线的生产能力进行平衡分析，对产品的工艺分配、焊点分配、工位数量、人员分配、工装自动化程度等内容进行不断的优化。
实现上述内容具有相当的难度，需要专业型人才。
大型冲压线、焊装厂房的数据量非常庞大，现有计算机硬件水平有时难以满足大量复杂运动的同时模拟，需要研究数据轻量化设计手段、以及分步模拟仿真。
另外，由于这部分功能涉及到车身装备设计、制造的全过程，各业务阶段的软件平台并不统一，如何保证上下工序的数据、信息完整的传递与继承，往往需要进行详细规划和软件二次开发工作。
(3) 探索应用国际尖端的仿真模拟技术，实现对设计的精确控制和优化。
VR（虚拟现实）是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，通过大型三维立体投影设备再现计算机三维数据空间。
与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
虚拟现实具有多感知性（Multi-Sensory）、浸没感（Immersion）、交互性（Interactivity）、构想性（Imagination）等特点。
使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。
利用三维仿真软件和PC工作站可实现桌面虚拟效果。
操作者可坐在电脑监视器前观察360度范围的虚拟境界，并使用鼠标、轨迹球等控制端改变观察视角。
然而，操作者和其他参与者不是完全投入在虚拟场景中。
要形成这种“真实”的投入感，就必须采用投入型虚拟设备。
3虚拟制造技术的应用3.1虚拟制造技术应用方面所面对的难题制造业是我国国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。
在我国的经济腾飞中，制造业功不可没。
但是，随着计划经济体制向市场经济体制转变，我国制造企业的弊端日益陷入出来。
我国制造业目前存在的五大难题：1.产品质量不稳定，水平地下，主要机械产品中达到当代世界先进水平的不到10%；2．生产集中度低，分散、重复严重，缺乏协作；3．科技基础薄弱，自主研发创新能力差；4．企业装备陈旧，生产工艺落后，精密、高效、数控设备不足10%；5．人才培养后继乏力；加之企业基础管理薄弱，缺乏现代生产管理意识，在市场经济新形势下显得十分被动。
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。
在这一领域，美国处于国际研究的前沿。
福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经大量应用虚拟制造技术，大大缩短了产品的发布时间；波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机，它的设计成功已经成为虚拟制造从理论研究转向实用化的一个里程碑。
虚拟制造作为一种哲理、一种制造策略为制造业的发展指明了方向。
它可以全面改进企业的组织管理工作，提高企业整体运作及全面最优决策的效能和市场竞争力。
实施虚拟制造可以打破传统的地域、时域的限制，通过Internet实现资源共享，变分散为集中，可实现异地设计、异地制造，从而使产品开发能以快速、优质、低耗响应市场变化。