工業(yè)4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業(yè)互聯(lián)時代、大數(shù)據(jù)時代，它通過通訊技術(shù)、虛擬實現(xiàn)技術(shù)、和現(xiàn)實工廠、機器設(shè)備相結(jié)合，實現(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)實和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。其實質(zhì)是在產(chǎn)品制造過程的上游——設(shè)計階段就對產(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)實技術(shù)的虛擬制造技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進(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、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)及時地、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對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測、檢測、評價產(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、虛擬實驗技術(shù)
3、虛擬產(chǎn)品實現(xiàn)技術(shù)
4、虛擬檢測與評價技術(shù)
5、虛擬設(shè)計與裝配技術(shù)
作用
使用虛擬制造技術(shù)可以更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地組織生產(chǎn)，增強決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計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)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。
虛擬制造與實際制造的關(guān)系
1、實際制造系統(tǒng)是物質(zhì)流、信息流在控制流的協(xié)調(diào)和控制下，在各個層次上進(jìn)行相應(yīng)的決策，實現(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)實制造系統(tǒng)的映射。
3、虛擬制造系統(tǒng)是實際制造系統(tǒng)的抽象，實際制造系統(tǒng)是虛擬制造系統(tǒng)的實例。
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)實開發(fā)中心。奔馳、寶馬、大眾等大公司的報告顯示，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)計發(fā)動機、車體、電氣線路等，建立了三維模型，并進(jìn)行了碰撞分析和運動分析等，還進(jìn)行了模擬數(shù)控加工和質(zhì)量檢驗等，大大縮短了設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本，可將新車型的時間從一年以上縮短帶2個月左右，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)的不同部分之間實現(xiàn)透明的互操作，使各組成部分既相對獨立，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)展成為一項很有發(fā)展前景和應(yīng)用潛力的技術(shù)。