虚拟制造涉及许多学科领域,是这些领域知识的综合集成和应用。它与仿真技术、计算机图形学、可视化技术、多媒体技术、并行工程、精益生产、虚拟现实、虚拟原型、虚拟企业、智能制造、数字制造、敏捷制造、绿色制造等概念相互关联、交叉和补充。出现在它出现之前或之后。它们离不开计算机网络和工程数据库技术的支持。从以技术为中心向以人为本转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要,是他们的共同特征。可见,计算机仿真建模与优化技术是虚拟制造的核心和关键技术。可以说,虚拟制造是对制造过程中所有环节的统一建模,包括产品设计、加工、装配,甚至是企业的生产组织、管理和调度,以形成一个可操作的虚拟制造环境。在信息技术、仿真技术、虚拟现实等技术的支持下,借助高性能硬件,在计算机局域网上生成数字产品,实现产品设计性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验,使设计者和生产者能够做出前瞻性决策,优化实施方案。它是一个数字化的通用制造系统。它是对实际制造过程的动态模拟。它从根本上改变了设计、试制、修改设计和批量生产的循环串行的传统制造模式。所谓“虚拟”是相对于真实产品的实际制造系统而言的,强调制造系统操作过程的计算机化。虚拟制造系统()是以虚拟制造思想为指导,基于计算机技术的集成虚拟制造系统。
在信息集成的基础上,通过组织管理、技术资源和人机集成实现产品开发过程集成。在整个产品开发过程中,在基于虚拟现实、科学可视化、多媒体等技术的虚拟环境、虚拟性能测试环境、虚拟制造环境等虚拟环境下,在各种人工智能技术和方法的支持下,泵和管道制造商通过集成应用各种建模、仿真和分析技术和工具,实现产品和过程的集成和并行开发,以及产品设计、制造过程、生产计划、调度和管理的测试。分布式协同解决方案用于提高各级企业的决策和控制能力,实现自我调节、自我完善、自我转化和发展,实现提高整体行动效率、实现整体决策和提高市场竞争力的目标。由于虚拟制造系统的体系结构是整个虚拟制造系统实现的关键,国内外许多研究机构对虚拟制造系统进行了大量的研究,并提出了不同的虚拟制造系统体系结构方案,但至今还没有一个完善的体系结构。无论是现有的一般架构还是现有的特殊架构,都存在一定的缺陷和局限性。共性主要表现在:第一,虚拟制造系统的整个过程无法完整清晰地描述,建模存在一定的片面性;其次,实际制造系统和虚拟制造系统之间的映射关系不充分,不完整,不能综合考虑真实状态、信息传递和系统控制。同样,在系统的开放性和知识的整合方面也存在一些不足,这两者不能作为一个整体来考虑。* * *,在实用性和可应用性方面存在很大的不足,并且缺乏一个真正实用和集成的面向制造企业的虚拟制造系统架构。