虚拟制造
虚拟制造的综合定义：
一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成的，利
用制造系统各层次及不同侧面的数学模型，对包括设
计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期
的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过
程。
虚拟制造技术
虚拟制造技术(Virtual Manufacturing
Technology，VMT)是由多学科先进知识形成的综合系
统技术，是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、
制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实
时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设
计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可
制造性，从而更有效、更经济地灵活地组织制造生产，
使工厂和车间的资源得到合理配置，以达到产品的开
发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生
产效率的最高化之目的。
虚拟制造系统
虚拟制造系统(Virtual Manufacturing
System，VMS)是基于虚拟制造技术实现的制造系
统，是现实制造系统RMS（Real Manufacturing
System）在虚拟环境下的映射。VMS生产的产品
是可视的虚拟产品，是一个数字化产品，它具有
真实产品所必须具有的特征，并具有动态结构及
决策、控制、调度、管理等四个机制。VMT和VMS
涉及到整个产品开发和制造过程的方方面面，对
于产品来说，涉及到整个产品生命周期的各个方
面，对于制造过程来说，涉及到整个工厂的各个
方面。
虚拟制造的特点
(1)虚拟制造是实际制造过程在计算机上的映射和本质表
现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组
协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能
分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品
制造的本质过程，以增强制造过程各进程的决策与控制能
力。
(2)虚拟制造虽然不是实际的制造，但却实现实际制造的
本质过程，是一种通过计算机虚拟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，提高人
们的预测和决策水平，使得制造技术走出主要依赖于经验
的狭小天地，发展到了全方位预报的新阶段。
(3)产品设计与制造是在虚拟环境下进行的，在计算机上进
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，大幅度压缩新产品的开发时间，
提高质量，降低成本。
(4)可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一
个产品模型上协同工作，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。
虚拟制造与实际制造
虚拟制造系统 实际制造系统
计算机仿真
虚拟现实
基于网络的VPS
虚拟信息系统
确认和验证
技术人员 客户
虚拟产品 实际信息系统
样机
需求 工人
工厂
RPS
实际产品
抽象与综合
虚拟制造技术的分类
设计为核心
优化产品设计、
工艺设计
加工方案评价
生产为核心
优化资源
选择评价工艺
验证新工艺
控制为核心
优化车间控制
优化制造过程
产品概念设计
CAD/CAM
M1 M2 M3 M4
供设计者参考的制造信息
虚拟产品原型 成本估算
新产品模型、工艺、制造信息
虚拟生产计划
质量
评估
新工艺及对应信息、如成本
车间机床
及控制系统
工厂资源（人、设备）
M1：已有的模型和工艺
M2：日程模型、逻辑模型
M3：过程模型
M4：成品模型参数
虚拟制造的技术体系
相关技术
虚拟制造的关键技术
关键技术
虚
拟
设
计
与
装
配
技
术
虚
拟
实
验
技
术
虚
拟
生
产
技
术
虚
拟
产
品
实
现
技
术
虚
拟
检
测
与
评
价
技
术
虚
拟
纹
理
分
析
技
术
虚拟制造的体系结构
产品数据管理（PDM）
实
际
制
造
过
程
技
术
人
员
和
用
户
数字化模型 计算机仿真、虚拟现实
虚
拟
开
发
平
台
虚拟设计
有限元分析
运动学分析
动力学分析
虚拟加工
工艺过程优化
工具设计优化
单元工艺优化
加工过程分析
虚拟装配
装配工艺规划
装配路线规划
装配分配规划
装配质量规划
虚
拟
生
产
平
台
虚拟布局
虚拟实际生产环境
虚拟生产动态过程
优化生产环境布局
虚拟设备
虚拟集成支撑环境
优化集成方案
虚拟调度
虚拟产品生产过程
优化生产调度方案
虚
拟
企
业
平
台
协同工作环境
支持异地设
计、装配、测试
的环境。
虚拟企业动态
组合
系统集成
任务调度
虚拟制造系统的体系结构
与其他先进制造技术的关系
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两头在内，中间在外
• 两头，产品研发设计为一头，组装调试，
销售为一头
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汽车工业方面
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特
汽
车
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