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生产过程仿真技术 虚拟制造 基本思想是在产品制造过程的上游－设计阶段就进行对产品制造全过程的虚拟集成，将全阶段可能出现的问题解决在这一阶段，通过设计的最优化达到产品的一次性制造成功。 虚拟制造系统是各制造功能的虚拟集成，它的可视化集成范围包括与设计相关的各项子系统的功能，如用户支持、工程分析、材料选用、工艺计划、工装分析、快速原型，甚至包括制造企业全部功能（如计划、操作、控制）的集成。 先进制造技术 条件 TQCS 计算机技术、计算机网络技术、信息处理技术等 发展 80年代初，以信息集成为核心的计算机集成制造系统(CIMS，Computer Integrated Manufacturing System) 80年代末，以过程集成为核心的并行工程(CE，Cocurrent Engineering)技术 90年代，出现了 虚拟制造(VM，Virtual Manufacturing) 精益生产(LP，Lean Production) 敏捷制造(AM，Agile Manufacturing) 虚拟企业(VE，Virtual Enterprise)等新概念。 实例 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，使其开发周期从过去8年时间缩短到5年。 Perot System Team利用Deneb Robotics开发的QUEST及IGRIP设计与实施一条生产线，在所有设备订货之前，对生产线的运动学、动力学、加工能力等各方面进行了分析与比较，使生产线的实施周期从传统的24个月缩短到9.5个月。 Chrycler公司与IBM合作开发的虚拟制造环境用于其新型车的研制，在样车生产之前，发现其定位系统的控制及其他许多设计缺陷，缩短了研制周期。 国外应用 在美国，NIST (National Institute of Standards and Technology)正在建立虚拟制造环境(称之为国家先进制造测试床National Advanced Manufacturing Testbed,NAMT)，波音公司与麦道公司联手建立了MDA(Mechanical Design Automation)， 在德国，Darmstatt技术大学Fraunhofer计算机图形研究所， 加拿大的Waterloo大学，比利时的虚拟现实协会等均先后成立了研究机构，开展虚拟制造技术的研究。 　　 虚拟制造的定义 佛罗里达大学Gloria J.Wiens的定义：虚拟制造是这样一个概念，即与实际一样在计算机上执行制造过程。其中虚拟模型是在实际制造之前用于对产品的功能及可制造性的潜在问题进行预测。着眼于结果 美国空军Wright实验室的定义是“虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用，以增强各层制造设计和生产决策与控制。该定义着眼于手段。 马里兰大学Edward Linetc给出的，“虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制的一体化的、综合性的制造环境。着眼于环境 虚拟制造的主要特点 产品与制造环境是虚拟模型，在计算机上对虚拟模型进行产品设计、制造、测试，甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作，而不依赖于传统的原型样机的反复修改；还可将已开发的产品(部件)存放在计算机里，不但大大节省仓储费用，更能根据用户需求或市场变化快速改变设计，快速投入批量生产，从而能大幅度压缩新产品的开发时间，提高质量、降低成本； 可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上同时工作，相互交流，信息共享，减少大量的文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发以快捷、优质、低耗响应市场变化。 虚拟制造分类 按照与生产各个阶段的关系 以设计为核心的虚拟制造 (DesignCentered VM)，DFX技术 以生产为核心的虚拟制造 (ProductionCentered VM) 以控制为中心的虚拟制造 (ControlCentered VM) 三类VM之间的关系 虚拟制造研究难点 产品、工艺规划及生产系统的信息模型 可制造性评价方法 包括各工艺步骤的处理时间，生产成本和质量的估计等 制造系统布局、生产计划和调度规划 分布式环境 牵涉到公司合作，信息共享，信息安全性等 统一的集成框架和体系。 虚拟制造的产品生产 可制造性 可生产性 可合作性 虚拟制造 虚拟生产 虚拟企业 虚拟制造平台 基于产品技术复合化的产品设计与分析，除了几何造型与特征造型等环境外，还包括运动学、动力学、热力学模型分析环境等； 基于仿真的零部件制造设计与分析，包括工艺生成优化、工具设计优化、刀位轨迹优化、控制代码优化等； 基于仿真的制造过程碰撞干涉检验及运动轨迹检验—虚拟加工、虚拟机器人等； 材料加工成形仿真