工業(yè)4.0時(shí)代又可以叫做智能制造時(shí)代、工業(yè)互聯(lián)時(shí)代、大數(shù)據(jù)時(shí)代，它通過通訊技術(shù)、虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)、和現(xiàn)實(shí)工廠、機(jī)器設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)變。

　　虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。其實(shí)質(zhì)是在產(chǎn)品制造過程的上游——設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品制造的全過程虛擬集成，將可能出現(xiàn)的問題解決在這一階段，通過設(shè)計(jì)的最優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品的一次性制造成功。

　　概況

　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬制造技術(shù)是在一個(gè)統(tǒng)一模型之下對(duì)設(shè)計(jì)和制造等過程進(jìn)行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動(dòng)態(tài)的仿真真實(shí)過程的實(shí)體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，借助建模與仿真技術(shù)及時(shí)地、并行地模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測、檢測、評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。

　　分類

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　1、虛擬生產(chǎn)技術(shù)

　　2、虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)

　　3、虛擬產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)技術(shù)

　　4、虛擬檢測與評(píng)價(jià)技術(shù)

　　5、虛擬設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)

　　作用

　　使用虛擬制造技術(shù)可以更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。

　　虛擬制造與實(shí)際制造的關(guān)系

　　1、實(shí)際制造系統(tǒng)是物質(zhì)流、信息流在控制流的協(xié)調(diào)和控制下，在各個(gè)層次上進(jìn)行相應(yīng)的決策，實(shí)現(xiàn)從投入到產(chǎn)出的有效轉(zhuǎn)變，其中物質(zhì)流和信息流的協(xié)調(diào)工作是主體。

　　2、虛擬制造系統(tǒng)是在分布式協(xié)同工作等多學(xué)科技術(shù)支持的虛擬環(huán)境下的現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)的映射。

　　3、虛擬制造系統(tǒng)是實(shí)際制造系統(tǒng)的抽象，實(shí)際制造系統(tǒng)是虛擬制造系統(tǒng)的實(shí)例。

　　案例分析

　　虛擬制造技術(shù)在汽車工業(yè)的應(yīng)用

　　虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及到汽車的整個(gè)生命周期，它可以在汽車生產(chǎn)設(shè)備、工裝和模具，甚至樣車的設(shè)計(jì)之前，很容易地生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝過程進(jìn)行建模、修改、分析及優(yōu)化。

　　德國汽車業(yè)應(yīng)用虛擬制造技術(shù)最快也最廣泛，目前，德國所有的汽車制造企業(yè)都建成了自己的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)中心。奔馳、寶馬、大眾等大公司的報(bào)告顯示，應(yīng)用虛擬制造技術(shù)，以“數(shù)字汽車”模型來代替木制或鐵皮的汽車模型，設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)、車體、電氣線路等，建立了三維模型，并進(jìn)行了碰撞分析和運(yùn)動(dòng)分析等，還進(jìn)行了模擬數(shù)控加工和質(zhì)量檢驗(yàn)等，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了設(shè)計(jì)成本，可將新車型的時(shí)間從一年以上縮短帶2個(gè)月左右，開發(fā)成本最多可降低到原先的1/10。

　　總結(jié)

　　隨著Internet技術(shù)的發(fā)展和全球一體化的進(jìn)一步加劇，虛擬制造將向Internet方向發(fā)展，基于Internet的虛擬制造可以通過內(nèi)在的集成框架，將分布的異構(gòu)系統(tǒng)高度集成，并在系統(tǒng)的不同部分之間實(shí)現(xiàn)透明的互操作，使各組成部分既相對(duì)獨(dú)立，又可以協(xié)同工作，成為開放性的分布式虛擬制造系統(tǒng)。虛擬制造與Internet的結(jié)合將發(fā)展成為一項(xiàng)很有發(fā)展前景和應(yīng)用潛力的技術(shù)。