虚拟制造是美国于1993年首先提出的一种全新的制造体系和模式，它最早出现是以软件形式模拟产品设计与制造全过程，无需研制样机，实现了产品的无纸化设计。它是制造企业增强产品开发敏捷性、快速满足市场多元化需求的有效途径。虚拟制造基本上不消耗资源和能量，也不生产实际产品，而是产品的设计、开发与实现过程在计算机上的本质实现。目前国际上对虚拟制造并没有统一的定义，人们按照制造过程的侧重点不同，将虚拟制造分为3类，提出了“3个中心”的分类方法，即“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”，获得国际学术界的认同。虚拟制造技术（virtual manufacturing，VM）是一种以计算机技术为支持构建起来的可对制造过程进行全进程模拟，并对产品全寿命周期的各个环节，包括设计修改、加工制造、装配检测、使用升级进行评估优化、使资源得到合理配置的技术手段，可以创造虚拟的制造环境，预测产品性能、优化生产安排，从而得到最低成本下的最优质量和最好服务。图3-1所示为虚拟制造技术的体系图。

1.以设计为核心的虚拟制造

以设计为核心的虚拟制造将制造信息引入设计过程，利用仿真来优化产品设计，从而在设计阶段就可以对零件甚至整机进行可制造性分析，包括加工工艺分析、铸造过程热力学分析、运动学分析和动力学分析等。它主要解决“产品怎样进行设计”的问题。近期目标是针对设计阶段的某个关注点（如可装配性）进行仿真和评估，长远目标是对整个产品的各方面性能进行仿真和评估。

2.以生产为核心的虚拟制造

以生产为核心的虚拟制造将仿真技术应用于生产过程模型，以此来评估和优化生产过程，以便以较快的速度和极低的费用评价不同的工艺方案、资源需求计划、生产计划等。它主要是解决“组织生产是否合理”的问题。其主要目标是评价可生产性；近期目标是针对生产中的某个关注点，如生产调度计划进行仿真；长远目标是能够对整个生产过程进行仿真，对各个生产计划进行评估。

3.以控制为核心的虚拟制造(www.daowen.com)

以控制为核心的虚拟制造将仿真技术加到控制模型和实际处理中，实现基于仿真的最优控制。其中虚拟仪器是当前研究的热点之一，它利用计算机软硬件的强大功能将传统的各种控制仪表、检测仪表的功能数字化，并可灵活地进行各种功能的组合，对生产线或车间的优化等生产组织和管理活动进行仿真。它主要是解决“产品怎样控制”的问题。

总的来说，虚拟制造就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测产品功能、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、性能分析及质量检测等，并进行过程管理和控制。

图3-1 虚拟制造技术的体系图