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。
虚拟制造技术的发展与应用研究
进 行 评 估 优 化 ． 定 合 理 的 生 产 组 织 方 式 决 ” 以 控 制 为 中 心 的 虚 拟 制 造 ”是 将 仿 真 能 力 加 人 到设 备 控 制 模 型 中 ． 供 实 际 生产 过 程 中 的 虚 拟 环 境 ． 企 业 在 考 虑 车 间 提 使 控 制 行 为 的基 础上 对 制 造 过 程 进 行优 化 控 制
提 出 的 概念 ． 在 世 纪 年 代 得 到重 视 和 发 展 是 以虚 拟 现 实 和 产 品 信 息 反 馈 。 定 是否 要修 改 设 计 而在 虚 拟 制 造 中， 以 随 并 它 决 可 仿 真技 术 为 基 础 。 产 品 的设 计 、 生 产 过 程 统 一 建 模 ． 计 算 机 时 在 设 计 过 程 中检 验 可 制 造 性 和 可装 配性 。 便 的修 改 模 型 ， 对 在 方 信 上 实 现 产 品 从 设 计 、 工 、 配 、 验 直 至 整 个 生 命 周 期 的模 拟 息 反 馈更 为 及 时 加 装 检 和 仿 真 。这里 所 说 的制 造 过 程 ， 括 产 品 级 的 制 造 和 企 业 级 的 生 包 ｆ） 高 产 品 质 量 。虚 拟 制 造 过 程 通 过 对 多 种 制 造 方 案 进 行 ２提 产 管理 ． 际上 称 之 为 ”大 制 造 ”一 目前 国 际 上 对 虚 拟 制 造并 仿 真 。 化 产 品 设 计 和工 艺 设 计 ． 补 了传 统 制 造 业 靠 经 验决 定 国 优 弥
的发 展 ， 其 中 包 括 计 算 机 图形 学 技 术 、 感 器 技 术 、 统 集 成 这 传 系
” 以生 产 为 中心 的 虚 拟 制 造 ”是 将 仿 真 信 息 加 人 到 生 产 计 技 术 等 从 制 造 技 术 的 角 度 讲 可 将 虚 拟 制 造 技 术 的 体 系结 构 分 划模型中． 以便 快速 便 捷 的评 价 多 种 生 产 计 划 。 化生 产 计 划 和 为 以 下 ３大 主 体 技 术 群 ， 建 模 技 术 群 、 真 技 术 群 、 制 技 术 优 即 仿 控 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 群 ． 拟 制造 技术 研 讨 会 上 将 其 进 一 步 细 化 为 １ 虚 ３个 技 术 领域 和
现代虚拟制造技术及应用前景分析
现代虚拟制造技术及应用前景分析【摘要】现代虚拟制造技术是一种利用虚拟现实技术和人工智能来模拟和优化制造过程的先进技术。
本文首先介绍了虚拟制造技术的定义和发展历程，然后分析了虚拟现实技术在制造业中的应用以及人工智能在虚拟制造中的作用。
接着探讨了虚拟制造技术的优势和挑战，并对未来的应用前景进行了分析。
结论部分指出了现代虚拟制造技术对制造业的重要性，并强调该技术将引领未来制造业的发展。
最后强调了加强虚拟制造技术的研究和应用推广的必要性。
虚拟制造技术的不断发展和应用将为制造业带来更多的创新和效率提升，对于推动产业升级和转型具有重要作用。
【关键词】虚拟制造技术，现代制造业，虚拟现实技术，人工智能，优势，挑战，应用前景，重要性，发展，研究，推广。
1. 引言1.1 现代虚拟制造技术及应用前景分析现代虚拟制造技术是一种结合了虚拟现实技术、人工智能等先进技术的制造工艺，通过仿真模拟现实生产过程，实现产品设计、生产过程优化、设备维护等多方面的应用。
随着科技的不断发展，虚拟制造技术在制造业中的应用正在逐渐增加。
虚拟制造技术的发展历程可以追溯到上个世纪中叶，随着计算机技术和仿真软件的不断进步，虚拟制造技术逐渐成熟并得到广泛应用。
虚拟现实技术在制造业中的应用则是虚拟制造技术的重要组成部分。
通过虚拟现实技术，制造企业可以在仿真环境中进行产品设计、工艺规划、装配调试等工作，从而提高生产效率、降低成本，提高产品质量。
人工智能在虚拟制造中的作用也是不可忽视的，通过人工智能算法，可以实现自动化的生产过程管理、质量控制等，提高制造效率和灵活性。
虚拟制造技术的优势在于可以减少物理样机的制造成本和时间，提高产品的创新能力和市场竞争力。
虚拟制造技术也面临着一些挑战，如数据安全、技术集成等方面的问题。
在未来，虚拟制造技术有望进一步拓展应用领域，如智能制造、定制化生产等方面。
加强虚拟制造技术的研究和应用推广是当务之急，以推动制造业转型升级，实现经济可持续发展。
虚拟装配技术研究现状及其发展
2、研究方法
2、研究方法
目前，虚拟装配技术的研究方法主要包括： （1）基于特征的设计：该方法将产品的几何特征作为输入，提取出这些特征 的参ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，并在虚拟环境中进行装配。这种方法能够提高虚拟装配的精度和效率。
2、研究方法
（2）约束驱动：该方法通过定义零件之间的约束关系，实现零件的自动装配。 约束可以是几何、物理或运动等方面的约束。
二、虚拟装配关键技术的研究现状和发展趋势
3、增加交互性：改进现有虚拟装配系统，提高其交互性，使得操作者能够更 加便捷地进行操作和反馈。
二、虚拟装配关键技术的研究现状和发展趋势
4、拓展应用领域：虚拟装配关键技术的应用领域正在不断拓展，未来可以应 用于更多领域，如航空航天、汽车制造等，帮助企业提高装配效率和质量。
谢谢观看
3、应用拓展
3、应用拓展
未来，虚拟装配技术的应用领域将会更加广泛。例如，可以应用于汽车、航 空航天、医疗器械等行业的产品研发和制造中；可以应用于智能制造领域，实现 工厂自动化和智能化；可以应用于职业培训和教育领域，提高操作者的技能和效 率。
四、总结
四、总结
本次演示介绍了虚拟装配技术的概念和意义，分析了当前虚拟装配技术的研 究现状，并探讨了其未来可能的发展方向和趋势。可以看出，虚拟装配技术在产 品研发、制造和装配过程中发挥着越来越重要的作用，未来将会有更多的技术创 新、跨学科融合
一、虚拟装配关键技术
不需要实际产品进行装配试验，具有更高的灵活性和成本效益。
一、虚拟装配关键技术
虚拟装配关键技术的主要应用场景包括以下几个方面： 1、新产品开发：在新产品开发阶段，通过虚拟装配关键技术可以提前发现和 解决装配过程中可能出现的问题，减少产品开发成本和时间。
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。
虚拟制造发展趋势
虚拟制造发展趋势及进展当今，全球制造企业之间的竞争越来越激烈，决定企业全球竞争能力的主要指标是产品的开发时间、质量、成本以及相应的服务。
为适应市场瞬息多变的要求．减少成本和周期。
制造企业将许多新出现的技术引入到设计和制造领域中。
其中虚拟制造就是最为突出的一种，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，以寻求企业的最优效益。
1虚拟制造的简要介绍由于虚拟制造出现的时间较短．而且对其研究也在不断地深入，所以国际上还没有对虚拟制造作出一个统一的定义。
不同的研究人员从不同的角度出发给出了具体的描述，其中代表性的包括以下几种：定义一：虚拟制造是这样的一个概念，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。
(G1oriaJ．Wiens，UniversityofFlorida) 定义二：虚拟制造是仿真、建模和分析技术以及工具的综合应用，以增强各层制造设计和生产决策与控制。
定义三：虚拟制造是提供“在计算机上制造”的能力。
本质上，虚拟制造最终将提供建模与仿真环境。
2先进制造技术的优越性先进制造技术作为21世纪的制造技术，在制造业技术的基础上，极大地融入信息技术和现代管理技术，并与之相辅相成。
信息技术和现代管理技术是先进制造技术的两个支柱，而现代管理技术和信息技术要以先进制造技术为基础。
三者的有机结合，必然产生新的生产模式。
制造技术、信息技术与现代管理技术三位一体，共同构成先进制造技术生长的环境。
近年来先进制造的新概念层出不穷，如精益生产、并行工程、敏捷制造、全能制造等。
但从实质上看，这些新概念具有共同的特点：1)从以产品为中心向以客户为中心转变；2)从以技术为中心向以人、信息为中心转变；3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式和小组工作方式转变：4)从多层次、细分工、严格从属管理的金字塔模式向分布式、平行网络、模糊分工和自主管理的扁平结构模式转变；5)更加重视产品的质量，把产品质量放在企业的首位，增强产品对市场反应的灵敏性。
虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析
虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析随着信息技术的快速发展，虚拟装配技术在制造业中扮演着重要的角色。
虚拟装配技术是通过计算机模拟和仿真技术，将产品的设计、装配和制造流程在虚拟环境中完成，以实现装配过程的优化和效率提升。
本文将对虚拟装配技术的研究现状及其未来的发展趋势进行分析。
一、研究现状1. 虚拟装配技术的应用范围广泛虚拟装配技术已经在各个制造行业得到了广泛的应用，尤其是在汽车、航空航天、机械制造等领域。
通过虚拟装配技术，生产企业可以在产品设计阶段就进行模拟装配，大大降低了产品开发周期和成本，提高了产品质量和效率。
2. 虚拟装配技术的关键技术虚拟装配技术的关键技术主要包括装配建模、碰撞检测、装配干涉分析、虚拟环境交互等。
装配建模是虚拟装配的基础，通过对零部件进行建模，确定装配关系和约束条件。
碰撞检测和装配干涉分析可以在虚拟环境中检测装配过程中可能出现的碰撞和干涉问题，避免了实际装配中的错误和事故。
虚拟环境交互是指通过人机交互的方式，实时监控和控制虚拟装配过程，提高用户的操作体验和效率。
3. 虚拟装配技术的研究进展虚拟装配技术的研究主要集中在虚拟装配环境的建立、虚拟装配仿真、虚拟装配优化等方面。
通过建立真实且精确的虚拟装配环境，可以实现对产品装配过程的模拟与仿真。
虚拟装配优化是指通过对虚拟装配过程中的零部件选择、工序规划等进行优化，以提高装配效率和降低成本。
二、发展趋势分析1. 虚拟装配技术与人工智能的结合随着人工智能技术的快速发展，虚拟装配技术将更加智能化。
未来，虚拟装配技术可以与人工智能相结合，通过机器学习算法和自动化控制技术，实现对装配过程的智能优化和自动化控制。
2. 虚拟现实技术在虚拟装配中的应用虚拟现实技术是近年来快速发展的一项技术，它可以将用户带入一个与真实世界相似的虚拟环境中。
未来，虚拟装配技术可以结合虚拟现实技术，使用户能够身临其境地进行装配操作，提高用户的沉浸感和操作体验。
3. 数据驱动的虚拟装配技术随着大数据技术的应用，虚拟装配技术可以借助大数据分析，实现对装配数据的挖掘和分析。
虚拟现实技术在工业设计与制造领域的发展现状与未来趋势分析
虚拟现实技术在工业设计与制造领域的发展现状与未来趋势分析近年来，虚拟现实（VR）技术在各个领域取得了长足的发展，其中工业设计与制造是其中应用最为广泛和深入的领域之一。
本文将探讨虚拟现实技术在工业设计与制造领域的发展现状以及未来的趋势。
首先，虚拟现实技术在工业设计中的应用已经成为常态。
传统的工业设计过程需要通过实物模型进行验证和修改，这不仅耗时又费力，而且成本高昂。
而有了虚拟现实技术，设计师可以通过3D建模软件将设计图转换为虚拟场景，然后利用VR设备将其可视化。
设计师可以在虚拟现实环境中实时观察和修改设计，查看产品的外观、功能以及其他细节。
虚拟现实技术的应用使得工业设计师可以更加高效地工作，减少了时间和成本的开销。
其次，虚拟现实技术在制造领域也出现了许多重要的应用。
传统的制造工艺需要通过大量的实物样品进行测试和调整，这同样费时费力。
而有了虚拟现实技术，制造商可以使用3D模型来模拟产品的制造过程，通过虚拟现实环境中的操作来调整工艺和工作流程。
这种虚拟现实技术的应用使得制造商可以更加精确地预测和规划产品的制造过程，提高了生产效率和产品质量。
未来，虚拟现实技术在工业设计与制造领域的应用将会继续扩展。
一方面，随着硬件设备的不断升级，VR设备将会变得更加先进和易用，为设计师和制造商提供更好的使用体验。
另一方面，软件技术的发展也将推动虚拟现实技术的进步。
例如，基于人工智能的虚拟现实设计软件可以根据用户的需求和偏好来生成多个设计方案，并根据用户的反馈进行优化。
这种自动化和智能化的设计过程将大大提高设计师的工作效率和设计质量。
此外，虚拟现实技术还将与其他新兴技术相结合，为工业设计与制造带来更广阔的发展空间。
例如，虚拟现实技术可以结合增强现实技术，创造出更加逼真的虚拟场景和交互体验，使得设计师和制造商能够更加直观地理解和调整产品的设计和制造过程。
同时，虚拟现实技术也可以与物联网技术相结合，通过传感器和网络连接实现产品的远程监控和优化。
虚拟现实技术在工业领域中的发展现状和未来趋势分析
虚拟现实技术在工业领域中的发展现状和未来趋势分析随着科技的迅速进步，虚拟现实技术在各个领域中的应用日渐广泛，工业领域也不例外。
虚拟现实技术通过模拟虚拟环境，使用户能够沉浸其中，这种沉浸感为工业领域带来了前所未有的创新和发展机会。
首先，虚拟现实技术在工业设计和制造过程中起到了重要的作用。
传统的工业设计和制造流程通常需要建立原型，然后进行测试和修改，这个过程耗时且昂贵。
而借助虚拟现实技术，设计师和工程师可以通过创建虚拟模型来实时验证和调整设计方案，从而节省了时间和成本。
此外，虚拟现实技术还提供了与实际产品相似的交互体验，使用户能够更好地理解产品的使用和操作，提高了用户满意度。
其次，虚拟现实技术在工业培训和教育方面呈现出巨大潜力。
传统的工业培训往往需要在实际工作环境下进行，这不仅存在一定的危险性，而且成本高昂。
而虚拟现实技术可以提供模拟的工作场景，使培训者能够在安全的虚拟环境中进行操作和实践。
例如，在石油勘探中，工程师可以通过虚拟现实技术进行虚拟钻井演练，提高工作技能。
这样的虚拟培训不仅可以提高效率，而且可以大大降低培训成本。
另外，虚拟现实技术在远程协作和沟通方面也表现出极大的潜力。
在全球化时代，工业企业常常面临着分散地理位置的团队协作问题。
虚拟现实技术可以打破地理界限，使远程团队能够虚拟共同工作。
利用虚拟现实技术，工程师和设计师可以在虚拟环境中实时交流和协作，如同身临其境般地进行共同设计和解决问题。
这种远程协作的方式不仅提高了效率，还可以推动创新和合作。
未来，虚拟现实技术在工业领域的发展趋势将更加多元和完善。
首先，虚拟现实技术将更加注重与人机交互的沉浸感。
目前的虚拟现实设备多为头戴式显示器，但未来可能会出现更加轻便和自然的交互方式，如智能眼镜或holographic技术。
这将使用户更加方便和舒适地使用虚拟现实技术，并进一步提升用户体验。
其次，虚拟现实技术将更加注重与现实世界的融合。
虚拟现实技术的最终目标是使虚拟世界与现实世界无缝连接，不仅仅停留在模拟和仿真的层面。
制造业的虚拟现实技术应用前景
制造业的虚拟现实技术应用前景虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）作为一种创新型的技术手段，在各个领域都得到了广泛应用。
随着科技的进步和制造业的发展，制造业的虚拟现实技术应用前景变得越来越受到关注。
本文将从制造业的角度出发，探讨虚拟现实技术在制造业中的应用前景。
一、虚拟现实技术在产品设计与开发中的应用1.1 虚拟样机技术虚拟样机技术是制造业中广泛应用的一项VR技术，通过虚拟现实技术可以将产品设计变为客观的、实时的三维模型展示，帮助生产企业加快产品的设计与开发速度。
虚拟样机技术不仅可以提高产品的设计准确性和效率，还能大大降低企业的开发成本。
1.2 产品交互体验虚拟现实技术可以为制造业提供产品交互体验的解决方案。
通过虚拟现实技术，用户可以身临其境地感受产品的外观、功能等。
这种交互体验可以帮助制造企业更好地了解用户需求，优化产品设计，提高产品竞争力。
二、虚拟现实技术在生产过程中的应用2.1 培训与技能提升制造业需要大量的工人进行生产操作，而这些工人需要经过培训才能胜任工作。
虚拟现实技术可以提供逼真的模拟环境，帮助工人进行操作培训，并且可以实时记录操作过程中的问题和错误。
通过虚拟现实技术，制造企业能够提高培训效果，降低培训成本，提升员工的技能水平。
2.2 工艺优化与预测制造业在生产过程中需要进行工艺的优化和改进，以提高生产效率。
虚拟现实技术可以模拟制造过程，并且可以根据模拟数据进行工艺参数的优化，提高生产效率。
此外，虚拟现实技术还可以通过大数据分析，预测生产过程中的问题和风险，提前采取措施避免潜在的问题发生。
三、虚拟现实技术在营销与售后服务中的应用3.1 产品展示与销售虚拟现实技术可以将产品展示变得更加直观和真实，帮助客户更好地了解产品的特色和优点。
通过虚拟现实技术，客户可以在展示场景中自由探索和体验产品，提高购买决策的准确性。
虚拟现实技术的应用让营销与销售活动变得更加生动有趣，提高了产品的可视性和吸引力。
制造业中的虚拟现实技术实现生产仿真
制造业中的虚拟现实技术实现生产仿真虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术近年来在各个领域得到了广泛的应用，而在制造业中，VR技术同样具有巨大的潜力和变革能力。
通过虚拟现实技术的应用，制造企业可以实现生产仿真，从而大大提高生产效率、降低成本，并改善产品的设计和生产过程。
一、虚拟现实技术在制造业中的应用现状目前，虚拟现实技术在制造业中的应用已经取得了一定的进展。
各大制造企业已开始进行相关的研究和应用实践。
通过虚拟现实技术，制造企业能够建立全面模拟的生产环境，并进行全过程的仿真，从而提前发现和解决潜在的问题。
此外，虚拟现实技术还可以帮助制造企业进行产品设计和生产流程的优化，使得产品更加实用和稳定。
二、虚拟现实技术在制造业中的优势与挑战1. 优势：（1）提高生产效率：通过虚拟现实技术，制造企业可以在虚拟环境中进行生产仿真，从而减少实际生产过程中的测试时间和调整次数，大大提高生产效率。
（2）降低成本：虚拟现实技术可以使制造企业在产品设计和生产过程中提前发现和解决问题，避免了实际生产中的错误和损失，从而降低了成本。
（3）改进产品设计：通过虚拟现实技术，制造企业可以在设计阶段对产品进行全方位的测试和优化，使得产品更加符合市场需求。
（4）提高工人培训效果：虚拟现实技术可以提供真实的模拟环境，使工人能够在虚拟环境中进行培训，从而更好地掌握工作技能。
2. 挑战：（1）技术成熟度：虚拟现实技术尚处于相对初级的阶段，其成熟度有待进一步提高，包括硬件设备、软件应用等方面。
（2）高昂的成本：虚拟现实技术的应用成本相对较高，对于中小型制造企业来说可能难以承担。
（3）标准和规范缺乏：虚拟现实技术在制造业中的应用标准和规范尚未完善，需要建立统一的认证和评估体系。
三、虚拟现实技术在制造业中的未来发展趋势随着虚拟现实技术的不断发展和成熟，其在制造业中的应用前景十分广阔。
未来，虚拟现实技术在制造业中的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 硬件技术的进一步发展：随着专用硬件设备的研发和成熟，虚拟现实技术的应用将更加方便和实用。
智能制造中的虚拟加工技术研究
智能制造中的虚拟加工技术研究随着制造业的智能化进程不断加快，虚拟加工技术作为数字化制造的重要组成部分受到了越来越多的关注。
虚拟加工技术是将数字化模型和计算机仿真技术应用于制造过程中的一种方式，可以从多个角度对产品进行模拟和分析，从而为实际生产过程提供指导和优化方案。
本文将探讨虚拟加工技术在智能制造中的应用现状及未来发展趋势，希望为相关行业提供参考。
一、虚拟加工技术在智能制造中的应用现状虚拟加工技术主要包括虚拟加工工艺设计、虚拟加工过程仿真、虚拟加工环境优化等方面，已经广泛应用于航空、汽车、机械等制造领域。
其中，虚拟加工工艺设计是将实际加工工艺数字化模型化，并通过计算机软件进行模拟和优化，从而预测加工过程中的问题并提出解决方案。
虚拟加工过程仿真则是在数字化模型的基础上，通过计算机仿真技术模拟加工过程，以协助生产制造的决策和培训技术工人。
在航空制造领域，数字化模型已经被广泛应用到飞机轮廓和零部件加工中，其中虚拟仿真技术可以在实际加工之前预测加工过程中可能出现的问题、优化加工方案，降低制造成本并提高生产效率。
在汽车制造领域，虚拟仿真技术可以在整个生产过程中进行，包括设计、制造、装配和维护，有效提高制造流程的效率并降低成本。
在机械制造领域，虚拟加工技术可以降低试验成本并提高生产效率，增加制造企业的竞争力。
二、虚拟加工技术在智能制造中的未来发展趋势虚拟加工技术未来的发展方向主要包括四个方面：增强数字化模型的能力、优化虚拟制造流程、进一步提升虚拟仿真工具的能力、开发和应用新的虚拟化工具和技术。
首先是数字化模型的能力提升。
未来，数字化模型将进一步拓展应用范围，包括更广泛的材料和成分、更复杂的零部件和组件、更大范围的制造系统和设备、以及更多种类的生产和加工技术等，从而提升数字化模型的能力和精度，为智能制造提供更好的支持。
其次是虚拟制造流程的优化。
虚拟加工技术将更加关注全生命周期的优化过程，包括产品设计、加工模拟、装配和运行过程中的优化，可实现更高效的生产流程和低成本的制造方案。
虚拟现实产业的发展现状与展望
虚拟现实产业的发展现状与展望
要有无论是正面还是负面的方面。
虚拟现实技术的出现，使世界发生了巨大的变化，它的发展越来越快，并且被认为是未来发展的重要领域。
以下是虚拟现实产业的发展现状与展望。
一、虚拟现实产业的发展现状
1、技术发展扩大
虚拟现实技术的发展催生了新兴的行业，它主要集中在可视化、人机
交互和模拟等方面，包括机器人、无人机、智能汽车和智能家居等。
在这
些行业中，虚拟现实技术可以提供更精细化的模拟，以及更多的选择，从
而帮助客户实现他们的需求。
2、落地应用越来越广
虚拟现实技术已经被广泛应用，主要应用在医疗健康、裁判司法和教
育等领域。
与虚拟现实技术相关的落地应用包括智能机器人、虚拟医疗系统、模拟科学实验系统、数字司法系统、精准农业系统等。
3、受益者群体增多
虚拟现实带来的受益者主要有两大群体，分别是使用者和厂商。
首先，使用者受益于虚拟现实技术的应用，他们可以更好地了解和控制虚拟现实
系统，从而促进更高的效率和更低的成本。
其次，厂商受益于虚拟现实技
术的发展，通过技术的创新来推动新型产品的开发，吸引更多的客户，从
而加强其市场竞争力。
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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