制造业要想在竞争激烈的全球市场中生存和发展，就必须能够更好地满足市场提出的T、Q、C、S的要求，即实现最短的产品开发周期(时间)和最好的产品质量(质量)。最低的制造成本(费用)和最好的技术支持和售后服务(服务)来赢得市场和用户。面对不可预测、可持续和快速变化的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性。为了提高竞争力，企业应该能够对市场需求的变化做出快速敏捷的反应。并及时对自身生产进行合理的调整和重新规划。计算机软硬件技术和网络技术的快速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。基于这些因素，20世纪90年代出现了许多新概念和新观点，虚拟制造就是其中之一，它代表了一种全新的制造系统和模式。在虚拟制造中，产品开发基于数字虚拟产品开发(digitalvirtualproductdevelopment)，以用户需求为第一驱动力，将用户需求转化为最终产品的各种功能特征。VPD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速反应和市场开拓能力。2虚拟制造的定义和特点虚拟制造的研究还处于不断深化和细化的过程中。国际上对它没有统一的公开定义。不同的研究者从不同的角度给出了不同的描述，其中比较有代表性的有以下几种：木村的定义是：虚拟制造是指通过系统地组织和分析制造知识，对整个制造过程进行建模，并在计算机上对制造活动进行设计评价和仿真。他强调通过使用虚拟制造模型来描述整个制造过程，在实际物理制造之前，它具有预测产品性能和可制造性的能力。LawrenceAssociates认为，虚拟制造是一种集成的、全面的可操作的制造环境，其目的是改善各个层面的决策和控制。美国莱特空军实验室对虚拟制造的定义是：虚拟制造是基于计算机建模、分析和仿真技术。它是这些技术的综合应用。这种全面的应用增强了各级设计和制造、生产决策和控制的能力。从这些定义可以看出，虚拟制造涉及许多学科，是这些领域知识的综合集成和应用。计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心和关键技术。可以认为，虚拟制造是对产品的设计、加工和装配，甚至对企业的生产组织、管理和调度进行统一建模，形成一个可操作的虚拟制造环境。以软件技术为支撑，借助高性能硬件，在计算机局域网/广域网上生成数字化产品，实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验。
它是以数字形式表示的广义制造系统，是实际制造过程的动态模拟。所谓“虚拟”是相对于实体产品的实际制造系统而言的，强调制造系统运行过程的计算机化。由于计算机软硬件技术和网络技术的广泛应用，虚拟制造具有以下特点：(1)无需制造物理样机就能预测产品性能，节约制造成本。缩短产品开发周期。(2)能在产品开发早期发现问题，并能实现及时反馈和修正。(3)产品开发以软件模拟的形式进行。(4)企业管理模式基于Intranet或Internet，整个制造活动具有高度的并行性。(3)虚拟制造的类型广义的制造过程不仅包括产品的设计、加工和装配，它还包括企业生产活动的组织和控制。从这个角度来看，虚拟制造可以分为三类：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。3.1以设计为中心的虚拟制造强调基于统一制造信息模型的数字化产品模型的模拟、分析和优化。分析产品的结构性能、运动学、动力学、热力学和可装配性，从而获得产品的设计评价和性能预测结果。3.2以生产为中心的虚拟制造模拟企业的生产过程，在企业资源的约束下优化不同的加工工艺及其组合。它通过提供准确的生产成本信息，分析和评估产品的“可生产性”，优化制造资源和环境的组合，对生产计划和调度做出合理的决策。3.3以控制为中心的虚拟制造(Control-centric virtual manufacturing)以控制为中心的虚拟制造(Control-centric virtual manufacturing)是在控制模型中引入仿真技术，提供一个虚拟环境来模拟实际的生产过程。以上三种虚拟制造分别侧重于制造过程的不同方面。但是，它们都使用计算机建模和仿真技术作为重要的实现手段。仿真通过对制造过程的统一建模，支持设计过程，模拟制造过程，进行成本估算和生产调度。4虚拟制造的应用虚拟制造在工业化国家已有研究和应用，如美国、德国、日本等。在这一领域，美国处于国际研究的前沿。福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中应用了虚拟制造技术，大大缩短了产品的发布时间。波音777巨型客机是世界上第一架以三维无纸化方式设计的飞机。它的成功设计成为虚拟制造从理论研究转向实际应用的里程碑。在国内，清华大学、北航、哈工大等科研院所也开展了这方面的研究工作。目前，我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于中国国情。产品的三维虚拟设计、加工过程的仿真和产品装配的仿真主要是研究如何生成一个高可靠性的产品虚拟样机，在产品设计阶段就可以高置信度地预测所设计产品的最终性能和可制造性。在对产品性能有高技术要求的行业，如航空航天、军事、精密机床、微电子等领域，随着研究的深入和相关技术的发展，虚拟制造将得到广泛应用。
5 结论基于产品的数字化模型，应用先进的系统建模和仿真优化技术，虚拟制造实现了从产品的设计、加工、制造到检验全过程的动态模拟，并对企业的运作进行了合理的决策与最优控制．虚拟制造以产品的“软”模型（SoftPrototype）取代了实物样机，通过对模型的模拟测试进行产品评估，能够以较低的生产成本获得较高的设计质量，缩短了产品的发布周期，提高了企业生产效率．企业的生产因为虚拟制造技术的应用而具有了高度的柔性化和快速的市场反应能力，因而市场竞争能力大大增强．作为一种先进的制造模式，虚拟制造的应用范围必然会不断扩大，给更多的企业带来更大的收益．
