计算机仿真在制造业的应用与发展
系统仿真技术在制造企业中的应用
系统仿真技术在制造企业中的应用—之企业生产管理在制造企业产品设计和制造的过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。
制造业竞争的日趋激烈,促使各国研究和应用先进制造技术。
先进制造技术的应用和发展,为计算机仿真的应用提供新的舞台,提出更高的要求。
从发展的历程来看,仿真技术应用的领域空前的扩大,已从传统的制造领域(生产计划制定、加工、装配、测试)扩展到产品设计开发和销售领域。
而与网络技术结合所带来的仿真的分布性、与图形和传感器技术相结合所带来的仿真的交互性、以及仿真技术应用的集成化,是仿真技术在制造业中应用的新趋势。
按照仿真技术应用的对象不同,可将制造业中应用的仿真分为四类:面向产品的仿真;面向制造工艺和装备的仿真;面向生产管理的仿真。
Administrator2014/10/26系统仿真技术在制造企业中的应用面向生产管理的仿真1.生产管理的基本功能是计划、调度和控制。
就仿真技术在生产管理中的应用来说,大致有以下三个方面:1.1 确定生产管理控制策略;1.2 用于车间层的设计和调度;1.3 用于库存管理。
生产车间加工单元物流管理图2.计算机仿真在生产管理控制策略中的应用用于生产管理控制策略的仿真包括确定有关参数以及用于不同控制策略之间的比较。
比较常见的控制策略有:2. 1. MRP:这是一种“推”式的控制策略,通过需求预测,综合考虑生产设备能力、原材料可用量和库存量来制定生产计划;生产计划多版本模拟2.2 KANBAN (看板):这是一种“拉”式的控制策略,根据订单来制定生产计划,即通常所说的准时生产;2.3 LOC :面向负载能力的控制策略。
根据库存水平来控制生产过程;2.4 DBR:面向瓶颈的控制策略。
根据生产过程中的瓶颈环节来控制整个流程。
比较的衡量指标一般包括产量、生产率等。
每种控制策略中需要确定的参数包括:批量大小、看板数量、库存水平等。
系统建模与仿真技术在制造工程中的应用
系统建模与仿真技术在制造工程中的应用随着科技的不断进步，制造工程领域也在不断发展和创新。
其中，系统建模与仿真技术的应用越来越受到关注。
系统建模与仿真技术是一种通过建立数学模型和运用计算机仿真方法来模拟和分析系统行为的方法。
它可以帮助制造工程师更好地理解和优化制造系统，提高生产效率和质量。
首先，系统建模与仿真技术可以帮助制造工程师对制造过程进行全面的分析和优化。
通过建立系统模型，可以清晰地描述制造系统的各个组成部分以及它们之间的相互关系。
制造工程师可以通过仿真模拟不同的运作方式和参数设置，以寻找最优解决方案。
例如，在汽车制造过程中，制造工程师可以建立一个系统模型，包括生产线、机器人、传送带等各个环节，并通过仿真模拟不同的生产速度、工艺参数等来优化生产效率和产品质量。
其次，系统建模与仿真技术可以帮助制造工程师预测和解决潜在的问题。
在制造过程中，可能会出现各种各样的问题，例如设备故障、物料短缺等。
通过建立系统模型，并模拟不同的情景，制造工程师可以提前预测到潜在的问题，并制定相应的解决方案。
这样可以大大减少生产中的意外情况，提高生产的稳定性和可靠性。
例如，在食品加工过程中，通过建立一个系统模型，并模拟不同的温度、湿度等环境参数，可以预测到可能出现的细菌滋生情况，并采取相应的措施来保证产品的安全性。
此外，系统建模与仿真技术还可以帮助制造工程师进行产品设计和改进。
通过建立产品的系统模型，并模拟不同的设计参数和材料选择，可以评估不同设计方案的性能和可行性。
这样可以帮助制造工程师在产品设计阶段就发现潜在的问题，并进行相应的改进。
例如，在航空航天领域，制造工程师可以建立一个飞机的系统模型，并通过仿真模拟不同的机翼形状、材料等参数，以评估不同设计方案的飞行性能和燃油效率。
总之，系统建模与仿真技术在制造工程中的应用具有重要的意义。
它可以帮助制造工程师更好地理解和优化制造系统，提高生产效率和质量。
通过建立系统模型和进行仿真模拟，制造工程师可以进行全面的分析和优化，预测和解决潜在的问题，以及进行产品设计和改进。
虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用
虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用摘要：随着时代的进步与科学技术的不断发展，虚拟现实技术逐渐被广泛应用。
虚拟现实技术作为一种新型的高科技网络技术，能够在诸多行业领域中发挥出重要的作用与价值。
机械设计与制造行业是我国的重要支柱产业，在机械设计与制造中应用虚拟现实技术，有着广阔的前景和优势。
基于此，文章对虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用进行分析研究，仅供参考。
关键词：虚拟现实技术；机械设计与制造；应用分析引言：智能制造（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＩＭ）已成为我国制造业新一轮产业技术变革的主要方向，它集合了人工智能、柔性制造、虚拟制造、系统控制、网络集成、信息处理等学科和技术的发展。
近年来，我国的科学技术水平尤其是计算机互联网相关技术发展迅速，在此背景下，基于计算机互联网技术而产生发展的虚拟现实技术日益影响到了人们的生产生活。
作为一种新兴的高科技技术，虚拟现实技术在机械设计与制造中被广泛应用，有效推动了机械设计与制造产业的发展。
当前，我国对虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用研究不足，使得虚拟现实技术在机械设计与制造中应用的优势和价值难以发挥。
基于此，本文对虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用进行分析。
1虚拟现实技术概述1.1内涵概述虚拟现实技术产生于20世纪60年代，这一技术的产生与发展基础是计算机图形学、计算机仿真技术、人机交互技术、多媒体信息处理技术、信息传感技术等多种技术的创新发展，其本质是一种依靠计算机网络与信息传感处理而进行运算的交叉性虚拟技术。
虚拟现实技术不仅仅可以使体验用户在近乎于真实的环境中感受事物，还可以应用在多种行业领域中，帮助行业领域发展进步。
例如，虚拟现实技术能够实现对产品的制造过程中的事物仿真，并借助计算机技术对产品的概念设计、工艺技术等生产制造过程进行管理、控制和优化。
随着计算机技术、传感技术和网络通信技术的提高，尤其在“中国制造２０２５”大背景下，智能制造更是得到推动式的发展。
现代虚拟制造技术及应用
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。
计算机仿真技术在工程中的应用
计算机仿真技术在工程中的应用在当今科技飞速发展的时代，计算机仿真技术已经成为工程领域中不可或缺的重要工具。
它能够帮助工程师在实际项目实施之前，对设计方案进行深入的分析和优化，从而降低成本、缩短研发周期、提高产品质量和系统性能。
计算机仿真技术，简单来说，就是利用计算机建立一个虚拟的模型，来模拟真实世界中的物理过程、系统行为或现象。
通过输入相关的参数和条件，计算机可以计算出在不同情况下系统的运行结果，就好像在实验室中进行了无数次的实验一样。
在机械工程领域，计算机仿真技术的应用十分广泛。
例如，在汽车设计中，工程师可以使用仿真技术来模拟汽车在不同路况下的行驶性能，包括悬挂系统的响应、发动机的动力输出、制动系统的效果等。
通过对这些性能的仿真分析，工程师可以对设计进行优化，提高汽车的舒适性、安全性和燃油经济性。
此外，在航空航天领域，计算机仿真技术也发挥着重要作用。
飞机的机翼设计、飞行姿态控制、发动机燃烧过程等都可以通过仿真进行研究和优化，从而提高飞机的飞行性能和可靠性。
在电气工程中，计算机仿真技术同样不可或缺。
对于电力系统的设计和运行，仿真可以帮助分析电网的稳定性、电能质量、故障情况下的系统响应等。
例如，在规划新的变电站或输电线路时，通过仿真可以预测不同负荷条件下的电压分布和功率损耗，从而选择最优的设计方案。
在电子电路设计方面，仿真软件可以模拟电路的工作特性，帮助工程师提前发现潜在的问题，如信号干扰、噪声等，从而提高电路的性能和可靠性。
在土木工程中，计算机仿真技术在建筑结构的设计和分析中具有重要意义。
通过建立建筑物的结构模型，工程师可以模拟地震、风载等外力作用下结构的受力情况，评估结构的安全性和稳定性。
此外，在桥梁设计中，仿真可以帮助分析桥梁在车辆荷载和环境因素影响下的变形和应力分布，为桥梁的设计和维护提供依据。
在交通工程领域，仿真可以用于模拟交通流量、优化交通信号控制、评估道路网络的通行能力，从而改善城市交通拥堵状况。
计算机仿真技术
计算机仿真技术计算机仿真技术（Computer Simulation Technology）是指利用计算机模拟系统或过程的方法，通过数学模型和仿真软件来探索和研究实际系统的行为。
在计算机仿真技术的支持下，研究者可以通过对虚拟系统的模拟和观察，对真实世界中的复杂系统进行分析、测试和验证，以获取数据并获得新的洞察力。
一、计算机仿真技术的发展历程计算机仿真技术的发展可以追溯到20世纪早期，当时计算机的出现为仿真技术提供了强大的计算能力，但由于硬件设备和软件工具的限制，计算机仿真技术的应用受到了一定的限制。
随着计算机技术的迅猛发展和计算能力的不断提高，计算机仿真技术得到了广泛应用，并在各个领域取得了显著成果。
二、计算机仿真技术的应用领域1. 工程领域计算机仿真技术在工程领域的应用非常广泛。
例如，在建筑工程中，可以利用计算机仿真技术对建筑物的结构进行模拟，以确保其稳定性和安全性；在电力系统中，可以利用计算机仿真技术模拟电力网络的运行情况，进行负荷分析和故障诊断等。
2. 制造业计算机仿真技术在制造业中的应用也非常重要。
通过对生产线、工艺流程等进行仿真模拟，可以提高生产效率、降低成本，并优化生产过程。
3. 医学领域计算机仿真技术在医学领域的应用也越来越广泛。
例如，在手术模拟中，医生可以使用计算机仿真技术进行手术前的演练，以提高手术的准确性和安全性；在药物研发中，也可以利用计算机仿真技术进行药物分子的模拟，以加快研发过程。
4. 交通运输计算机仿真技术在交通运输领域的应用可以帮助人们更好地规划交通路线、优化交通模型，并提高交通的效率和安全性。
5. 军事领域计算机仿真技术在军事领域中的应用也非常重要。
通过对战场环境的模拟和训练，可以提高士兵的训练质量和作战能力，同时减少因真实演习而产生的风险。
三、计算机仿真技术的优势和挑战1. 优势（1）降低成本和风险：利用计算机仿真技术可以在虚拟环境中进行实验和测试，降低了成本和风险，同时减少了对实际系统的依赖性。
互联网时代计算机在机械制造自动化系统中的应用
互联网时代计算机在机械制造自动化系统中的应用摘要：机械设计和自动化行业是一个非常复杂的行业。
随着科学技术的不断变化，对机械设计、制造和自动化的要求越来越严格。
计算机技术作为一种先进的高新技术，可以克服机械设计、制造及其自动化领域的许多技术难题，极大地推动了机械设计、制造及其自动化的发展。
目前我国的机械设计及自动化行业还存在许多问题，为此，要认识到计算机在机械设计制造及其自动化中应用的重要性，从而为今后解决机械设计制造及自动化领域的问题提供科学依据，从而促进该领域的发展。
关键词：互联网时代计算机；机械制造自动化系统；应用引言随着社会经济的发展，自动化技术在机械制造业中的应用是企业发展的重要趋势。
计算机技术可以提高工作效率，更好地将自动化技术应用到计算机设计中，有必要将自动化技术应用到在校学生学习中，从而提高学生对其的认识。
1机械制造自动化技术特点分析制造自动化是各种先进技术在机械上的设计和应用，可以全面实现机械制造的自动化，促进我国的经济发展。
通过不断吸收各种高科技成果，结合各种先进技术，机械自动化技术已经成为一个具有物质流、能量流和信息流的系统工程。
现代机械制造在传统的基础上引入了更先进的数字技术、信息技术和自动化技术，因此实现了对机械的工艺进行设计、检测和维修的一体化，通过信息技术等对机械进行加工，解放了工人们双手，降低了人力成本，缩短了工作时间，提高了工作效率。
只要工人设定好机械自动化系统，就可以按程序进行工作，避免了人工误差的发生，大大的提高了生产质量。
从生产过程来看，机械制造自动化技术就是将各种先进的技术和传统的制造技术进行结合的一种综合性技术。
各种技术不是单独存在的，他们之间存在一定的关系，共同完成设定的程序。
将传感技术、信息技术和计算机技术一起应用到机械制造中，能起到提升自动化、智能化和安全性能的作用。
机械制造自动化产品除了产品单技术、单功能外，还具有符合技术和复合功能，提高了产品的功能水平和自动化程度。
论数字化设计及仿真
论数字化设计及仿真数字化设计推动信息化进程向前发展，而仿真则是验证设计结果的有效手段。
在现代制造企业产品设计和制造过程中，数字化设计和仿真一直是不可或缺的两个工具，在缩减经费、缩短开发周期、提高产品质量方面发挥了巨大作用。
从数字化设计和仿真两个方面介绍其发展历程、在制造业中的现状以及未来的发展趋势。
标签：数字化设计；仿真；虚拟样机技术我国工业信息化经历了多年的发展，从过去的产品设计、工艺设计、生产管理等所使用的文件都是纸张式发展到现在计算机产品数据管理(PDM)，CAD／CAPP／CAM／MRP／ERP等数字化技术已经在企业中广泛应用，产品信息化正积极推动着工业化的发展。
产品数字化设计和仿真能大幅提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本等，大大提高了企业的竞争力。
数字化设计与仿真技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计制造与仿真、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术，在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。
1数字化设计技术的发展历程(1)CAx工具的广泛应用。
各种CAD／CAM工具自20世纪50年代开始出现，并逐步应用到制造业中，制造业已经开始利用现代信息技术来改进传统的产品设计，这标志着数字化设计的开始。
(2)并行工程思想的提出与推行。
并行工程作为一种新的产品开发的理念，在20世纪80年代后期提出，它吸收了计算机技术、信息技术的成果，成为产品数字设计的重要手段，是在现代信息技术作为背景支持下对传统的产品开发方式的一种根本性改进。
PDM(产品数据管理)技术及DFx(如DFM、DFA等)技术是并行工程思想在产品设计阶段的具体体现。
(3)虚拟样机技术的应用。
随着技术的不断进步，仿真在产品设计过程中的应用变得越来越广泛而深刻，由原先的局部应用(单领域、单点)逐步扩展到系统应用(多领域、全生命周期)。
计算机仿真技术在工程领域中的应用
计算机仿真技术在工程领域中的应用伴随着计算机技术的发展和应用范围扩大，计算机仿真技术越来越重要。
它可以模拟出复杂的物理过程，优化设计和生产过程，降低成本和风险，并且可以提高工程系统的可靠性和安全性。
在工程领域中，计算机仿真技术是一个不可或缺的工具，已经被广泛应用于各个行业。
一、航空航天航空航天业是计算机仿真技术的主要应用领域之一。
使用计算机仿真技术，可以模拟各种空气动力学现象，优化飞行器的设计。
例如，可以通过计算机模拟飞行器在高速飞行时的气动力学特性，进一步优化飞行器的形状和结构，从而使其更高效、更可靠和更安全。
此外，在航空航天领域还可以利用计算机仿真技术来模拟飞行器各部件的运行情况，包括发动机、冷却系统、电气系统等，从而进行飞行器整体性能的优化。
二、汽车制造汽车制造业也是另一个典型的计算机仿真技术应用领域。
利用计算机仿真技术，可以进行汽车零部件的优化设计，模拟出汽车行驶时的稳定性、耐久性、安全性和舒适性等。
例如，当设计汽车发动机时，可以通过计算机仿真模拟各种条件下的燃烧过程，预测出发动机的功率、油耗和排放量等，以便进行优化。
此外，在汽车制造过程中，利用计算机仿真技术可以帮助制定出最佳的生产计划方案和生产工艺规程，从而提高生产效率和降低生产成本。
三、建筑工程在建筑工程领域中，计算机仿真技术也呈现出越来越广泛的应用。
例如，在建筑设计阶段，可以使用计算机仿真技术模拟各种条件下的建筑物外形、内部结构以及环境条件（如采光、通风、能耗等），帮助设计师在最短时间内找到最优解。
同时，利用计算机仿真技术还可以模拟出建筑物在各种自然灾害（如地震、洪水等）和人为错误情况下的受损情况，从而更好地保证建筑物的安全和稳定性。
四、电子信息领域计算机仿真技术在电子信息领域中的应用也不容忽视。
例如，当设计芯片电路时，可以利用计算机仿真技术预测出电路的各种性能指标，从而确保电路的正常工作。
此外，在通信系统中，使用计算机仿真技术可以预测无线信号在各种障碍物中的传播和衰减情况，优化通信系统的设计和信号传输效率。
虚拟制造技术及其在制造业中的应用
虚拟制造技术及其在制造业中的应用摘要：阐述了虚拟制造的基本概念，虚拟制造的核心技术，以及虚拟制造技术在制造业中的应用。
着重介绍了虚拟企业的特征。
当今制造业正朝着精密化、自动化、柔性化、集成化、信息化和智能化的方向发展，随着这个趋势，诞生了许多先进制造技术和先进制造模式。
虚拟制造就是根据企业市场竞争的需求，在强调柔性和快速的前提下，美国80年代提出的，随着计算机技术和信息网络技术的发展，在90年代得到人们的重视，并获得迅速的发展。
1 虚拟制造VM虚拟制造(VM：Virtual Manufacturing)是对真实产品制造的动态模拟，是一种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。
它具有建模和仿真环境，使产品从生产过程、工艺计划、调度计划、后勤供应以及财会、采购和管理等一种集成的、综合的制造环境，在真实产品的制造活动之前，就能预测产品的功能以及制造系统状态，从而可以作出前瞻性的决策和优化实施方案。
为了更细致地了解VM的含义，美国在一次专业会议上对3种类型的VM作如下解释：①以设计为中心的VM，这类VM是将制造信息加入到产品设计和工艺设计中，并在计算机上进行数字化制造，仿真多种制造方案，评估各种生产情景，通过仿真制造来优化产品设计和工艺设计，以便作出正确决策。
②以生产为中心的VM，这类VM是将仿真能力加到生产计划模型中，以便快捷化评价生产计划，检验工艺流程、资源需求状况以及生产效率，从而优化制造环境和生产供应计划。
③以控制为中心的VM，这类VM是将仿真能力加到控制模型中，提供对实际生产过程的仿真环境，即将机器控制模型用于仿真，其目标是实际生产中的过程优化，改进制造系统。
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。
浅谈计算机技术在机械制造中的运用
出改善意见 ， 既能提高企业的生产效率还能节约成本。
计算机语言转化更加方便 ，更 能满足数控机床编程的需 参 考 文献 ： ３ 计算机技术在机械行业的运用， ． ３ 提高了产品质量
… 刘永 贤， ， １ 吕辉 刘浩， 基 于多数据库系统 的现代制造 系统 等． 信息集成叭 东北大学学报 ， ０ ， ． ２ ２（１ ０ １） Ｃ Ｄ三维技术 ，采用了更为先进 的理论和方法提供 Ａ ２ 李耀 水兰索 ． 械制造企 业 ＢＳ生产 信息 管理 机 ／ 了更为科学 的产品设计 ，如产品的设计后的受力分析和 ［］董小雷， 刚， 系统 的设计 『 ． Ｊ农机化研究 ， ０ ， ） １ ２ ５（ ． ０ ６ 形状 的模拟分析技术等 。Ａ Ｃ Ｄ三维技术不仅能对产品 的 ３ 舒晓南 ． 息技术下 的企业管 理转 变【 ． 信 Ｊ 昆明理Ｔ １ 位置、 大小和形状的几何特征进行 分析和模拟 ， 而且还可 【】戴庆华， 大学学报 ， ０ ， ） ２ ２ｆ ． ０ ４ 以赋予设计对象不 同的物理特征信息 如 ： 体积 、 颜色 、 惯
（ 上接 第 ７ ２页） 全面检查项 目配套的环保工程或设施 录；
的依据之一 ， 与工程竣工环保验收工作 。 参
是否具备试生产条件 ， 对存在 的问题及时提出合理建议 ， ３ 结 语 并配合整改 ； 协助业 主做好试 生产 的申请准备工作 ； 对配 套的污染治理工程或设施是否符合试生产要求 ，向环境 随着我国经济 的不断发展 ，人民生活水平的不断提 保护行政 主管部 门提出书面意见和结论 ；试生产过程 中 高， 对我们赖以生存 的环境提 出了更高的要求 。 在新的形
机械化被信息化取代 以来 ，使得计算机技术在我 国 ２ 计算机在机械行业运用的现状与特点 得到深入广泛运用 ，而机械制造业 已经被国家政府列入
2023年计算机仿真行业市场调研报告
2023年计算机仿真行业市场调研报告随着科技的不断发展，计算机仿真技术已经成为了产业发展的重要工具之一，应用领域非常广泛。
计算机仿真技术可以用来模拟复杂系统，通过其对系统的建模、仿真和数据分析，可以预测、优化和验证系统的运行性能。
本文将对计算机仿真行业的市场状况进行调研和分析。
一、行业市场规模和增长计算机仿真技术在制造业、航空航天、能源、交通等多个领域都有应用。
根据市场调研公司的预测，2019年全球计算机仿真市场规模为60亿美元，到2025年有望达到120亿美元左右。
国内市场也在不断扩大，预计2020年我国计算机仿真市场规模将达到500亿元以上。
随着数字化转型战略的推广，传统制造业的数字化改造也带动了计算机仿真技术的应用。
特别是国内汽车、机床、机械等行业的大量采购和铁路、地铁等交通工程的发展，都为计算机仿真行业提供了广阔的市场机遇。
二、行业应用领域和趋势1、制造业计算机仿真技术在制造业中的应用得到了广泛的推广，主要应用于产品研发、生产工艺仿真、产品质量验证等环节。
随着智能制造的发展，计算机仿真技术在制造业中将会有更广泛的应用，尤其是在工厂升级、柔性化生产、自动化生产等领域。
2、航空航天航空航天行业是计算机仿真技术最早应用的领域之一，并且应用最为严密和深入。
计算机仿真应用于航空航天飞行器的设计和测试、燃气轮机的仿真以及飞机维修等方面，对提高安全性、减少成本、缩短周期和提高可靠性都有很大的作用。
3、能源电力、石油、化工等能源行业也是计算机仿真技术的重要应用领域。
计算机仿真技术可通过模拟研究能源系统的性能来实现电力传输、石油开采等环节的智能化管理和优化，同时也可以在安全检测和应急管理方面起到关键作用。
4、交通运输随着交通能力的提升，交通运输行业对计算机仿真技术的需求越来越多。
计算机仿真技术应用于交通运输领域主要分为几个方面，包括交通流仿真、公路地下交通运输系统仿真、城市轨道交通系统仿真、高速列车仿真等。
虚拟制造技术及国内外研发现状
虚拟制造技术及国内外研发现状虚拟制造(VM,Virtual Manufacturing)是实际制造在计算机上的本质实现,是计算机仿真技术和虚拟现实技术在制造领域的综合发展及应用,是企业以信息集成为基础的一种新的制造哲理。
虚拟制造技术的广泛应用将从根本上改变现行的制造模式,将带来企业组织、企业管理及生产方式等多方面的变化,对相关行业也将产生巨大影响,是下一代制造技术的重要内容之一。
可以说虚拟制造技术决定着企业的未来,也决定着制造业在竞争中能否立于不败之地。
一、虚拟制造产生的背景在经济全球化、贸易自由化和社会信息化的新形势下,世界市场由过去传统的相对稳定逐步演变成动态多变的特征,由过去的局部竞争演变成全球范围内的竞争;同行业之间、跨行业之间的相互渗透、相互竞争日益激烈,因此,制造业的经营战略发生了很大变化,TQCS成为现代制造企业适应市场需求、提高竞争力的关键因素。
即以最快的上市速度(T—Time to Market)、最好的质量(Q—Quality)、最低的成本(C—Cost)、最优的服务(S—Service)来满足不同顾客的需求。
与此同时,信息技术取得了迅速发展,特别是计算机技术、计算机网络技术、信息处理技术等取得了人们意想不到的进步。
进入九十年代以来,技术更新的速度明显加快,新兴知识转化成生产力推动力量的时间间隔越来越短。
如何利用新技术所提供的机遇,抓住用户需求,以最短的时间开发出用户能够接受的产品,已成为市场竞争的焦点。
多年来的实践证明,将信息技术应用于制造业,进行传统制造业的改造,是现代制造业发展的必由之路。
自70年代以来,CAD技术是众多计算机应用技术中推广应用最为深入和最为广泛的专业应用领域之一,特别在制造业中的影响力更为突出。
80年代初,以信息集成为核心的计算机集成制造系统(CIMS,Co mputer Integrated Manufacturing System)开始得到实施;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90年代,先进制造技术进一步向更高水平发展,出现了虚拟制造、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。
虚拟制造的发展及应用
虚拟制造的发展及应用摘要:虚拟制造技术作为近几年出现的先进制造技术，本文在描述了虚拟制造技术的概念,我国虚拟制造技术发展现状，发展展望及应用。
关键词：虚拟制造技术；计算机仿真；虚拟现实;发展；应用虚拟制造技术是在CAD／CAM／CAE技术基础上发展起来的。
一方面,CAD/CAＭ/CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础,如建模技术、分析优化技术、制造过程仿真技术、分析评价技术、设计分析评价技术和产品信息集成、转换、共享技术等。
特别是特征建模技术在虚拟制造技术中占有极为重要的地位。
另一方面,虚拟制造技术超越了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。
虚拟制造技术的基本概念虚拟制造技术VMT是20世纪８0年代后期提出并得到迅速发展的一个新思想。
它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,在计算机上对产品从设计、加工和装配、检验、使用等整个生命周期进行模拟和仿真。
采用虚拟制造技术，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,使产品的开发周期和成本最小化。
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。
1 9８３年美国国家标准局提出了“虚拟制造单元”的报告，1 993年爱荷华大学的报告“制造技术的虚拟环境”中提出了建立支持虚拟制造的环境:1995年美国标准与技术研究所的报告“国家先进制造实验台的概念设计计划”,强调了分散的、多节点的分散虚拟制造IＤVM（即虚拟企业的概念）。
美国已经从虚拟制造的环境和虚拟现实技术、信息系统、仿真和控制、虚拟企业等方面进行了系统的研究和开发。
多数单元技术已经进入实验和完善的阶段。
我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步。
浅谈计算机仿真技术在机械制造业的应用
浅谈计算机仿真技术在机械制造业的应用[摘要]本文介绍了与计算机仿真相关的一些概念，着重论述了计算机系统仿真在机械制造领域的应用与进展状况，并给出了当前系统仿真研究热点与它们对制造业的影响。
[关键词]计算机仿真；制造业；应用；开展计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进展科学实验的技术。
它具有经济、可靠、实用、平安、灵活、可重复使用等优点，已经成为对许多复杂系统进展分析、设计、实验等的必不可少的手段。
它是以数学理论为根底，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进展试验仿真研究的一门综合技术。
计算机仿真技术的开展与控制工程、系统工程与计算机工程的开展有着密切的联系。
一方面，控制工程、系统工程的开展，促进了仿真技术的广泛应用；另一方面，计算机的出现以与计算机技术的开展，又为仿真技术的开展提供了强大的支撑。
计算机仿真一直作为一种必不可少的工具，在减少损失、节约经费开支、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥着重要的作用。
一、计算机仿真技术的种类计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进展科学实验的技术，目前主要有以下几种：1.面向对象的仿真面向对象仿真是当前仿真研究领域中最引人关注的研究方向之一，面向对象仿真就是将面向对象的方法应用到计算机仿真领域中，以产生面向对象的仿真系统。
面向对象仿真那么在理论上突破了传统仿真方法观念，使建模过程接近人的自然思维方式，从人类认识世界模式出发，使问题空间和求解空间相一致，提供更自然直观，所建立的模型具有内在的可扩大性和可重用性，有利于可视化建模仿真环境的建立，从而为大型复杂系统的仿真分析提供了方便的手段。
2.分布交互式仿真分布交互式仿真是通过计算机网络将分散在各地的仿真设备互连，构成时间与空间互相耦合的虚拟仿真环境。
实现分布交互仿真的关键技术是：网络技术、支撑环境技术、组织和管理。
其中：网络技术是实现分布交互仿真的根底，支撑环境技术是分布交互仿真的核心，组织和管理是完善分布交互仿真的信号。
计算机仿真技术在各行业的应用
计算机仿真技术在各行业的应用计算机仿真技术是指通过计算机模拟现实世界的过程和行为，应用于各个行业以解决实际问题。
它可以在安全、成本和时间方面提供优化解决方案，同时减少了实验和测试的需求。
以下是计算机仿真技术在几个典型行业中的应用：1.制造业：在制造业中，计算机仿真技术可以用来优化生产线和工艺流程。
它可以模拟产品的设计和装配过程，以发现潜在的问题并提供改进方案。
此外，仿真技术还可以用于优化工作流程，使生产效率最大化，并减少资源的浪费。
2.建筑业：计算机仿真技术可以用来模拟建筑物在不同情况下的性能和可行性，包括结构强度、热力学、风洞效应等。
这有助于确定设计的稳定性和安全性，提高建筑的质量和可靠性。
此外，仿真技术还可以用于优化能源使用和室内环境，以提供更节能和舒适的建筑设计。
3.航空航天：在航空航天领域，计算机仿真技术可以用来模拟飞行器的设计、动力系统和飞行环境等。
这有助于预测飞行器的性能、耐久性和安全性，并为设计改进提供指导。
仿真技术还可以用于飞行员的培训和飞行任务的规划。
4.医疗保健：计算机仿真技术在医疗保健行业中有广泛应用。
它可以用于模拟人体器官、病变和药物治疗的效果，以帮助医生制定最佳的治疗方案。
仿真技术还可以用于训练医学专业人士和开发新的医疗设备或手术工具。
5.能源领域：在能源领域，计算机仿真技术可以用来优化发电厂和电网的设计与运行。
它可以模拟不同能源设备的性能和功率输出，以确定最佳配置和运行策略。
仿真技术还可以用于预测能源需求和供应的变化，以提供更可靠和高效的能源系统。
6.交通运输：计算机仿真技术在交通运输领域广泛应用于交通规划和流量管理。
它可以模拟不同交通工具的运行状况和路径选择，以优化交通流动、减少拥堵和减少排放。
仿真技术还可以用于评估新的交通设施建设项目和交通政策的效果。
总而言之，计算机仿真技术在各行业中发挥着重要作用。
它可以为决策者提供可靠的数据和模拟结果，以指导改进和决策。
随着技术的不断发展和创新，计算机仿真技术在各个行业中的应用将会进一步扩展和完善。
浅谈机械制造中计算机技术的应用
（ 一） 计算机仿 真技术的应用
计 算机仿真 技术是汇集诸 多学科 和理论知 识， 并 以计 算机及 其相应 软件为基 础 的一种工 具， 该技 术能够通过虚拟试验 的方式来分析和解
一
更好地为机械制造生 产服务， 就必须在实 际的生 产制造过程 中合理地运 用这两种技术， 使之 可以 相互协调运作 。数控 编程主要 有两种形式， 即自 动编程和手 工编程 。 自动编程指对形状 复杂 的 零件采用标准 的数控语 言编写程序 ＇ 由计算机进 行 系统 的处理后 ， 所形成 的加工程 序 ； 而手 工编 程 则是指各个阶段均 由人工完成 。近年来 ， 随着 计 算机技术 的不 断发展 和数控 机床系统 的不断
很 大一部分机 械制造企业仍 然只是将该 技术应
用在 出图上， 计算机仿 真设 计 、 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ和三维
１ ． 利 用计算机辅 助设计技 术能够有效 地缩
短机械设计 的周期。通过三 Ｄ技术采用较 为先进 的
方法 进行机 械产品设计 ， 如产 品优 化 、 有 限元 受
更新 ， 计 算机语言与数控语言之 间的转化 变得越 来越 方便 。但是， 计算机 的发展速度 比数 控系统
的发展速 度要快 ， 因此， 在 进行计算 机 编程 教学 时要保证计 算机教学 内容与数控编程相一致 ， 这 样才 能满 足数控编程的需要 。 （ 三） 计算机 辅助设计技术的应用
计 算机应用技术 给机械行业 带来 了巨大变 革， 使传统 的机 械设 计与制造发生 了质的 飞跃 。 在全球范 围内受 到普遍关注和重 视 ，在这一 时 代 背景下 ， 我 国机械 行业要想跟上 时代的步伐 ，
设计 都将继承 以往 的信息 ， 大大地提 高了机械设 计 的效率。
虚拟现实技术在智能制造中的应用前景
虚拟现实技术在智能制造中的应用前景在当今科技飞速发展的时代，智能制造正逐渐成为制造业的主流趋势。
而虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）作为一项具有创新性和变革性的技术，正逐渐在智能制造领域展现出广阔的应用前景。
虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它通过模拟人的视觉、听觉、触觉等感官，使用户能够沉浸在一个虚拟的环境中，并与虚拟对象进行交互。
在智能制造中，虚拟现实技术可以从设计、生产、培训、营销等多个环节发挥重要作用。
在产品设计阶段，虚拟现实技术可以为设计师提供更加直观和高效的设计工具。
传统的设计方法往往依赖于二维图纸和计算机辅助设计（CAD）软件，设计师需要在脑海中构想产品的三维形态和结构。
而虚拟现实技术可以将设计师的构想直接转化为三维的虚拟模型，设计师可以身临其境地观察和修改产品的外观、尺寸、比例等，从而更加准确地把握产品的设计效果。
此外，虚拟现实技术还支持多人协同设计，不同地区的设计师可以在同一个虚拟空间中共同工作，实时交流和分享想法，大大提高了设计效率和质量。
在生产环节，虚拟现实技术可以用于生产流程的优化和模拟。
通过创建虚拟的生产线和工厂模型，企业可以在虚拟环境中对生产流程进行预演和优化，提前发现潜在的问题和瓶颈，从而制定更加合理的生产计划和布局。
同时，虚拟现实技术还可以为工人提供虚拟的操作培训，让工人在虚拟环境中熟悉生产设备的操作流程和注意事项，减少实际操作中的失误和事故。
对于设备维护和维修，虚拟现实技术也具有重要意义。
利用虚拟现实技术，可以创建设备的虚拟模型，并将设备的运行数据、维护记录等信息与之关联。
维护人员在进行维护工作前，可以通过虚拟现实设备对设备进行全面的检查和分析，了解设备的内部结构和运行状况，制定更加精准的维护方案。
在实际维护过程中，虚拟现实技术还可以为维护人员提供实时的指导和提示，提高维护工作的效率和质量。
在市场营销方面，虚拟现实技术可以为消费者提供更加沉浸式的产品体验。
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计算机仿真在制造业的应用与发展
作者：何勰绯
来源：《电子技术与软件工程》2016年第23期
摘要
随着我国科学技术的快速发展，使得我国的计算机仿真技术得到了质的变化，并且，它也是当前我国信息化社会下的产物。
另外，我国本来就是一个制造业大国，通过把计算机仿真技术应用到我国制造业的发展中具有非常重要的作用。
本论文对系统仿真类型进行了简单介绍，接下来，对计算机仿真在制造业中的应用及发展现状进行了详细的概述，最后对计算机仿真技术的热点以及对我国制造业的影响进行了研究，希望本论文的研究工作能够为我国计算机仿真技术在制造业中的应用与发展提供一点借鉴意义。
【关键词】计算机仿真技术信息化制造业
1 对系统仿真类型进行概述
顾名思义，“仿真”就是对现实世界的物体进行模拟的一种状态，使其达到逼真的情形。
在工程技术领域，经常采用系统仿真技术来研究相关事物，如通过系统模型的相关实验来研究设计或者存在的某个系统。
表1为系统仿真分类表。
2 对计算机仿真技术在制造业中的应用以及发展现状进行概述
由于我国是一个制造业大国，并且制造业在我国的国民经济收入中也占很大的比例，因此，国家及企业都非常重视我国制造业技术的发展。
随着我国科学技术及制造业的进步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速发展。
而系统仿真技术作为工程领域里面的一个重要手段，其被大量应用到我国制造业进行研究及实践，从而产生出一些先进制造技术。
对于系统仿真技术而言，如果从本质上面来讲，其就是通过建立仿真模型，然后再对仿真模型不断进行实践模拟的一种先进技术。
它的实现过程主要是由仿真语言、计算机高级语言、以及计算机仿真软件来实现，具体情况如上图2-1所示。
可以很明显的看出，对于一个典型的仿真软件来讲，它主要包括程序包、仿真语言、仿真环境三种不同的形式，它的覆盖功能也不是完全相同的，并且，从下到上是大致的反映了计算机仿真软件的一个发展情况。
随着相关技术的发展，直到上个世纪80年代后期，出现了一体化的仿真环境。
随着我国计算机技术的进一步发展，开始出现了面向对象的并发执行机制，这样，就非常容易的实现在数据库管理的基础之上来对实验及模型数据、以及实验仿真的结果等进行统一的管理，与此同时，人工智能等相关的先进技术也开始应用到仿真建模、运行以及对仿真的结果进行分析之中。
另外，广义的制造系统的相关仿真器也开始大量出现，在某种程度上面很好的实现了对制造系统进行的非语
言建模、以及模型数据驱动等相关的重要功能。
比较典型的一体化仿真软件有TESS等，广义的仿真器有FATOR等。
3 计算机仿真研究的热点以及对我国制造业的相关影响
自从上世纪末以来，随着我国制造业的竞争不断加剧，产品生产周期不断缩短，这样就导致系统仿真技术不断向横向的方向发展，在制造业里面比较典型的就是“虚拟制造技术”的发展。
根据虚拟制造的概念可以得知，需要先采取计算机来模拟整个产品的设计及制造过程，这样便于发现各种问题，并且在产品制造之前就把问题解决掉，从而提高生产效率及产品质量。
随着制造业的发展，仿真技术在我国制造行业里面的又一个重要研究热点诞生，即虚拟产品的开发（VPD），它最早是来源于并行工程的思想。
并行工程技术（CE）在对产品进行开发之前就对产品的整个生命周期进行全面的考虑，这样，对解决相关产品的设计以及开发之间的矛盾是非常有益的。
而虚拟产品开发是在并行工程的指导下，把大规模的产品数据管理系统以及CAD等产品设计系统等进行综合起来，从而进一步的形成虚拟产品的开发环境，这样就可以在该环境下进行产品的策划、设计等，以及预测产品在真实环境下的相关特征、功能及性能等，这样在进行实际设计、生产的过程中，可以减少反复或者变更等的次数。
VPD技术能够深入到各种复杂产品的制造之中，从而为企业产生巨大的经济效益。
随着计算机技术的高度快速发展，对仿真技术的相关应用已由单一的形式向复杂性的方向进行发展。
由于现代制造企业面向全国甚至全世界，因此，它的仿真对象也是分布在不同的时空，在这样的背景下就产生了分布交互化仿真技术（DIS）。
对于这种仿真系统来讲，它所包括的内容有：构造实体、实体-虚体、真实方面的实体等，并且，这些实体是可以基于不同时期的相关技术、不同产品的相互组成、不同的系统方面的目的、以及不同生产厂家的相关技术等，对于这样的复杂情况是允许他们进行交换操作的。
分布交互化仿真技术（DIS）通过采用计算机网络将分布在不同地点的仿真设备进行连接起来，这样便可以通过实体之间的数据方面的交换构成时空到合成仿真环境的一种比较先进的仿真技术。
如今，在我国制造业中已经产生了虚拟企业或者类似于DIS的虚拟研究开发中心等。
就目前来讲，比较出名的就是香港城市大学与香港生产力方面的促进局共同构建的快速科技中心，它就是虚拟研究开发中心。
由于当今社会是动态快速发展变化的，人们的需求更多转向个性化、多样化等方向，因此，对于制造企业来讲，它们就要抓住市场的需求，然后采取方式（如柔性生产制造）来快速响应市场需求，这样才能够为企业获取更多的市场利润，但是，通常情况之下，由于企业在短期内存在相关资源欠缺等方面的局限性，在这样的背景下，企业要想获得市场机会，它们就有可能通过互联网来临时连接成一种动态方面的联盟-也就是所谓的虚拟企业。
4 结束语
随着我国社会的不断发展，导致计算机仿真技术的发展也日新月异。
在制造业中，对于整个产品的生命周期来讲，仿真技术都表现出其强大的发展潜力。
在当今制造业竞争激烈的社会，计算机仿真技术在制造领域的应用及发展在不断的扩展，其功能也更多的面向可视化、智能化生产、绿色制造等方面不断发展。
参考文献
[1]戴金海等.并行工程与仿真技术[J].计算机仿真，2013（23）：54-59.
[2]熊光楞.计算机仿真及其在制造业中的应用[J].计算机仿真，2012，2（14）：20-27.
[3]郑力，卢继平等.虚拟制造技术[J].计算机辅助设计与制造，2013（09）：62-67.
[4]王涛等.并行工程环境下的集成化装配设计系统[A].并行工程关键技术论文集[C]，2011：162-167.
作者单位
广州工程技术职业学院信息工程系广东省广州市 510925。