1 虛擬制造VM
　　
　　虛擬制造是指利用信息技術，三維仿真技術，計算機技術對制造知識進行系統化組織與分析，對整個制造過程建模，在計算機上進行設計評估和制造活動仿真，強調用虛擬制造模型描述制造全過程，在實際的物理制造之前就具有了對產品性能及其可制造性的預測能力。
　　
　　虛擬制造技術涉及面很廣，如環境構成技術、過程特征抽取、元模型、集成基礎結構的體系結構、制造特征數據集成、多學科交叉功能、決策支持工具、接口技術、虛擬現實技術、建模與仿真技術等。其中后3項是虛擬制造的核心技術。
　　
　　1.1 建模技術
　　
　　虛擬制造系統VMS是現實制造系統RMS在虛擬環境下的映射，是RMS的模型化、形式化和計算機化的抽象描述和表示。VMS的建模包括生產模型、產品模型和工藝模型。
　　
　　(1)生產模型。可歸納為靜態描述和動態描述兩個方面。靜態描述是指系統生產能力和生產特性的描述。動態描述是指在已知系統狀態和需求特性的基礎上預測產品生產的全過程。
　　
　　(2)產品模型。產品模型是制造過程中，各類實體對象模型的集合。目前產品模型描述的信息有產品結構、產品形狀特征等靜態信息。而對VMS來說，要使產品實施過程中的全部活動集成，就必須具有完備的產品模型，所以虛擬制造下的產品模型不再是單一的靜態特征模型，它能通過映射、抽象等方法提取產品實施中各活動所需的模型，包括三維動態模型，干涉檢查，應力分析等。
　　
　　(3)工藝模型。將工藝參數與影響制造功能的產品設計屬性聯系起來，以反應生產模型與產品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能:計算機工藝仿真、制造數據表、制造規劃、統計模型以及物理和數學模型。
　　
　　1.2 仿真技術
　　
　　仿真就是應用計算機對復雜的現實系統經過抽象和簡化形成系統模型，然后在分析的基礎上運行此模型，從而得到系統一系列的統計性能。由于仿真是以系統模型為對象的研究方法，不會干擾實際生產系統，同時利用計算機的快速運算能力，仿真可以用很短時間模擬實際生產中需要很長時間的生產周期，因而可以縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費，并可重復仿真，優化實施方案。
　　
　　仿真的基本步驟為:研究系統一收集數據、建立系統模型一確定仿真算法、建立仿真模型、運行仿真模型輸出結果并分析。

　　產品制造過程仿真，可歸納為制造系統仿真和加工過程仿真。虛擬制造系統中的產品開發涉及到產品建模仿真、設計過程規劃仿真、設計思維過程和設計交互行為仿真等，以便對設計結果進行評價，實現設計過程早期反饋，減少或避免產品設計錯誤。

　　加工過程仿真，包括切削過程仿真、裝配過程仿真、檢驗過程仿真以及焊接、壓力加工、鑄造仿真等。
　　
　　1.3 虛擬現實技術VRT
　　
　　虛擬現實技術是綜合利用計算機圖形系統、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上生成可交互的三維環境(稱為虛擬環境)中提供沉浸感覺的技術。虛擬現實系統包括操作者、機器和人機接口3個基本要素。利用VRS可以對真實世界進行動態模擬，通過用戶的交互輸人，并及時按輸出修改虛擬環境，使人產生身臨其境的沉浸感覺。虛擬現實技術是VM的關鍵技術之一。
　　
　　2 數字化虛擬制造在制造業中應用
　　
　　數字化虛擬制造技術首先在飛機、汽車等工業領域獲得了成功的應用。目前，虛擬制造技術的應用主要在以下幾個方面。
　　
　　2.1 虛擬產品制造
　　
　　應用計算機仿真技術，對零件的加工方法、工序順序、工裝的選用、工藝參數的選用，加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、連接件之間的連接性、運動構件的運動性等均可建模仿真。建立數字化虛擬樣機是一種嶄新的設計模式和管理體系。
　　
　　虛擬樣機是基于三維CAD的產物。三維CAD系統是造型工具，能支持“自頂向下”和“自底向上”等設計方法，完成結構分析、裝配仿真及運動仿真等復雜設計過程，使設計更加符合實際設計過程。三維造型系統能方便地與CAE系統集成，進行仿真分析;能提供數控加工所需的信息，如NC代碼，實現CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。一個完整的虛擬樣機應包含如下的內容:
　　
　　(1)零部件的三維CAD模型及各級裝配體，三維模型應參數化、適合于變形設計和部件模塊化;

　　(2)與三維CAD模型相關聯的二維工程圖;
　　
　　(3)三維裝配體適合運動結構分析、有限元分析、優化設計分析;
　　
　　(4)形成基于三維CAD的PDM結構體系;
　　
　　(5)從虛擬樣機制作過程中摸索出定制產品的開發模式及所遵循的規律;
　　
　　(6)三維整機的檢測與試驗。

　　以SolidEdge\'Solidworks,UG等為設計平臺，建立全參數化三維實體模型。在此基礎上，對關鍵零、件進行有限元分析以及對整機或部件的運動模擬。通過數字化虛擬樣機的建立、實施，幫助企業建立起一套基于三維CAD的產品開發體系，實現設計模式的轉變，加快產品推向市場的周期。
　　
　　2.2 虛擬企業
　　
　　虛擬企業是目前國際上一種先進的產品制造方式，采用的是“兩頭在內，中間在外”啞鈴型生產經營模式，即產品研究、開發、設計和組裝、調試、銷售兩頭在公司內部進行，而中間的機械加工部分則通過外協、外購方式進行。
　　
　　虛擬企業的特征是:企業地域分散化。虛擬企業從用戶訂貨、產品設計、零部件制造，以及總成裝配、銷售、經營管理都可以分別由處在不同地域的企業，按契約互惠互利聯作，進行異地設計、異地制造、異地經營管理。因為虛擬企業是動態聯盟形式，突破了企業的有形界限，利用外部資源加速實現企業的市場目標。企業信息共享化是構成虛擬企業的基本條件之一，企業伙伴之間通過互聯網及時溝通信息，包括產品設計、制造、銷售、管理等信息，這些信息是以數據形式表示，能夠分布到不同的計算機環境中，以實現信息資源共享，保證虛擬企業各部門步調高度協調，在市場波動條件下，確保企業最大整體利益。

    虛擬企業的主要基礎是:建立在先進制造技術基礎上的企業柔性化;在計算機上制造數字化產品，從概念設計到最終實現產品整個過程的虛擬制造;計算機網絡技術。這3項內容是構成虛擬企業不可缺少的必要條件。
　　
　　3 結論
　　
　　虛擬制造技術有巨大的應用潛力。基于產品的數字化模型，實現了從產品的設計、加工、制造到檢‘驗全過程的動態模擬。虛擬制造的關鍵技術是對產品與制造過程的擬實仿真。目前軟件的開發是虛擬制造的重要研究內容。