虚拟技术的发展现状范文

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虚拟制造（Virtual Manufacture) 出现于上世纪90年代，是以计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为基础的一种全新的制造体系和模式。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。

一、虚拟制造的基本原理

所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言，强调的是制造系统运行过程的计算机化。虚拟制造涉及到多个学科领域，是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境。虚拟制造是数字化形式的广义制造系统，不仅包括了产品的设计加工、装配，还包含了对企业生产活动的组织与控制，是对实际制造过程的动态模拟，其企业管理模式基于Intranet或Internet,整个制造活动具有高度的并行性。

虚拟制造可分为三类：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。以设计为中心的虚拟制造强调以统一的制造信息模型为基础，对数字化产品模型进行仿真与分析、优化，以获得对产品的设计评估与性能预测结果；以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下，对不同的加工过程及组合进行优化，通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策；以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制。

二、虚拟制造技术的发展现状

虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用，美国处于国际研究的前沿。1983年美国国家标准局提出了“虚拟制造单元”的报告；1993年爱荷华大学的报告“制造技术的虚拟环境”中提出了建立支持虚拟制造的环境；1995年美国标准与技术研究所的报告“国家先进制造实验台的概念设计计划”，强调了分散的、多节点的分散虚拟制造（DVM），即虚拟企业的概念。美国已经从虚拟制造的环境和虚拟现实技术、信息系统、仿真和控制、虚拟企业等方面进行了系统的研究和开发，多数单元技术已经进入实验和完善的阶段。

我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的CAD／CAE／CAM和仿真技术等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统的研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和与国内环境的结合上。当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情的产品三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真，主要是研究生成可信度高的虚拟样机，在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性。我国在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术等方面的研究都很活跃，但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距，多集中于高等院校和少量的研究院所，没有形成产业化。

三、虚拟制造技术在我国的发展策略

1.制约我国虚拟制造技术发展的因素

在市场竞争的推动下，先进制造技术发展十分迅速，但是虚拟制造技术并非仅限于纯技术范围，它是对传统制造方式的全面变革，会带来企业组织结构、管理方式等多方面的变革。从我国目前的情况看，企业科研经费紧缺、科研力量分散、人才流失严重等都制约着我国虚拟制造业的发展。

2.虚拟制造技术在我国的发展策略

基于当前情况，我国应以企业需求为出发点，大力推广并行工程、敏捷制造等思想和技术，为虚拟制造技术的实现提供坚实的基础。政府方面，应发挥政府的协调职能，组织企业和科研部门进行多方面、多层次的合作，加强科研成果的应用推广，组织多学科、跨地区的科研力量共同攻关，从宏观上加强对虚拟制造技术的指导，尽早制定出符合我国国情的发展计划。企业方面，应根据企业实际需求，解决实际问题，力争尽快创造效益，以形成良性循环，促进研究工作的进一步开展。充分利用信息技术、网络技术、计算机技术对现实研究活动中的人、物、信息及研究过程进行全面的集成，通过协同工作缩短科研周期，增强科技成果的竞争力。

3.虚拟制造技术在我国的应用方法

企业要实现虚拟制造，应分阶段逐步进行，而不能随意超越。首先，要建立企业网和工程数据库，初步实现CAD、CAPP、CAM功能；第二，进行信息集成，推行PDM技术、特征建模技术，形成CAD、CAPP、CAM的集成系统；第三，在设计、工艺、制造部门建立统一的产品模型，初步实现并行工程，进一步将MIS、MRPII与CAD/CAM系统进行集成，实现整个企业内部的信息集成，全面实现并行工程；第四，在上述工作的基础上，对企业内的生产、经营等多方面的活动进行建模、仿真，实现虚拟制造。

综上所述，发展我国虚拟制造技术应以企业的需求为动力，通过政府协调，积极开展成组技术、准时化生产技术及并行工程的研究与应用，利用工业工程思想和分布式网络化研究，组织各地区的科研力量集中突破与虚拟制造技术密切相关技术，为虚拟制造功能的实现提供有力支撑。

参考文献:

[1]杨卫东:试论中国虚拟制造技术发展战略[J].农业与经济,2004年4月

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中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0239-01

1 VR技术

VR技术全称为Virtual Reality，中文称之为虚拟现实技术，部分研究人员还称VR技术为灵境技术。从虚拟现实技术在实际应用角度分析，该技术是一种能够将计算机技术、多媒体技术、网络技术、仿真技术等多种技术综合在一起的技术，是计算机领域研究中的最为先进技术之一，其中还包含了数学、光学、力学等多个学科的专业知识。虚拟现实技术在实际应用中能够以模拟的方式为人们营造一个虚拟性的环境，让用户能够得到视觉、听觉、触觉等等感知能力的体验，能够在虚拟环境与虚拟环境相互作用。

2 VR技术发展现状

VR技术在实际应用中需要依托计算机作为基础，是计算机领域中一种重要计算工具及分析工具，对于计算机领域中存在的问题能够有效解决。VR技术在研究及发展过程中，也存在着一定问题，因此本文主要从国内外对于VR技术发展现状进行分析。

2.1 国外VR技术发展现状

2.1.1 美国研究VR技术发展现状

VR技术源头就是在美国产生，因此美国拥有主要的VR技术研究机构，在众多VR技术研究机构中NASA Ames实验室作为VR技术源头，一直带领着世界各国VR技术的发展。在20世纪80年代中，美国实验室就已经开始基础研究空间信息领域，在80年代的中期创建了虚拟视觉环境研究工程，后来有创建了虚拟界面环境工作机构。现阶段，美国VR技术研究机构主要研究对象落实在虚拟行星探索方面，这个研究工作主要就是通过虚拟技术放在对于遥远行星的研究工作中。例如，波音公司所生产的波音777运输机在设计中使用的就是全无纸化设计模式，通过VR技术作为设计基础，设计人员通过虚拟环境加工波音777运输机上的工件，大幅度降低了加工流程。

2.1.2 VR技术在欧洲的发展现状

目前，欧洲的英国研究公司所研究设计中DVS系统中引领着部分VR技术在各领域实际应用中的标准化，并且该公司还为VR技术在实际编辑中设计了先进的环境编辑语言。在编辑语言中将VR技术编辑方式分别3个方面，分别是对于实际环境检测、虚拟环境控制、虚拟环境显示。不同编辑语言在实际应用中都拥有相对应的操作模型，因此DVS系统不同操作流程能够让VR技术产生不同功能。英国在对于VR技术部分方面研究工作都是较为领先的，特别是在对于VR技术的处理、辅助设备设计研究方面。

2.2 国内VR技术发展现状

我国在对于VR技术研究时间及成果上与世界发达国家之间存在着一定差距，在对于VR技术研究工作中需要大量的资金及先进技术作为基础。但是伴随着我国计算机技术等先进技术的快速发展，VR技术已经在我国得到了各领域重视，拓宽我国对于VR技术研究的深度及广度。我国科委国防科工委部已经将VR技术作为国家科研工程中的核心工程，各大科研机构及高校也逐渐参与到VR技术研究工作中，并且已经获得了较为显著的成果。例如，北京航空航天大学是我国最早高校参与到VR技术高校，也是我国对于VR技术研究较为权威性机构，主要针对VR技术中的三维动态数据库及分布式虚拟环境等方面研究工作，主要就是在探索VR技术中物体特点的处理模式。

3 VR技术发展趋势

伴随着VR技术在各领域内不断的应用深入，对于VR技术要求也越加严苛，为了能够满足不同领域对于VR技术应用的需求，VR技术在发展中主要向低经济成本及高性能方面。VR技术的发展趋势主要表现在一下几个方面。

3.1 动态环境建模技术

VR技术是由多个技术结合而成，在众多技术中核心技术就是动态环境建模技术。动态环境建模技术主要就是帮助VR技术在实际应用中拥有三维数据方面的支撑，为创建虚拟环境模式奠定基础。

3.2 实时三维图形生成和显示技术

在VR技术的众多技术中，三维图形生产技术是研究相对于成熟的技术之一，但是三维图形生成技术的关键就是怎样能够将图形显示，在保证图形质量及复杂水平的情况下，提高图形刷新效率将是VR技术在三维图形生产和显示技术的主要发展方向。与此同时，VR技术在实际应用中需要依赖于立体显示及传感技术的研究水平，但是目前的研究工作并不能够满足VR技术的应用，因此还需要增加对于三维图形生成及现实技术的研究工作。

3.3 媒介与人的融合

智能化的不断发展中，人们最终都将摆脱管理程序化的控制，让人们的身心发展都得到一次提升，促进人们的全面发展。VR技术在发展中，社会也在快速建设，创建高度文化社会已经成为社会发展的必然，因此VR技术在发展中应该越加人性化设计。

4 VR技术在游戏设计的影响

在游戏设计中应用VR技术对于游戏设计人员而言并不陌生，游戏也在应用VR技术中获得了无限可能。也就是说在游戏设计中应用VR技术能够让玩家感受到游戏环境，为玩家创建真实虚拟游戏世界。

在VR技术研究还没有先进这样相对于成熟中，游戏甚至电影在设计制作中还有与VR技术相识的技术存在，网络游戏在未来设计中主要目标就是为玩家提供一个虚拟真是的环境。

从VR技术对于游戏设计的影响角度而言，VR技术主要对于游戏设计的两个方面进行影响。首先就是增加玩家与游戏环境之间的互动，这就需要依托与先进的技术作为支撑，突破空间上的约束，早期游戏设计中仅仅能够采取光枪模式拓宽游戏内容，但是伴随着体感技术的不断发展，游戏与玩家之间的互动也在逐渐加强，目前通过虚拟性环境就能够最大幅度还原玩家在游戏中的代入感。其次就是对于游戏环境的塑造。VR技术之所以让人们如此向往，就是在游戏内容不发生任何改变的情况下，VR技术还是能够为玩家提供不同的游戏体验。

5 结论

综上所述，VR技术研究工作已经取得了显著性成果，但是伴随着科技技术的发展，VR技术目前存在的问题将得到有效解决。本文对于VR技术在游戏设计的影响简单性分析，探索了VR技术对于游戏设计的影响，但是VR技术并不能够仅仅局限于游戏设计，对于不同领域发展都会带来翻天覆地的改变。

参考文献

[1]阳化冰.虚拟现实构造语言VRML[M].1版.北京：北京航空航天大学出版社，2010：5-8.

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中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0240-01

在工业生产中，工具是生产技术的基础也是生产技术的标志，在现代化发展的背景下，机械也慢慢成为国家社会发展水平的重要体现。机械制造对于任何一个国家而言都是非常重要的问题，机械制造技术能够对科技发展水平进行反映，同时也是科技发展的推动力。机械制造技术的发展对机械制造的水平、质量以及速度都有很大的影响，现在，在对国家发展水平进行衡量时，机械制造技术的先进性成为了重要的体现，成为各国之间科技竞争、管理竞争以及生产竞争的焦点。我国经济在发展过程中受到历史原因的影响，经济发展出现了很多的制约因素，因此，机械制造技术的重要性一直没有得到应有的重视和理解。在经济发展的新时期，人们对机械制造技术的方式进行了重视，在机械行业发展中，对机械制造技术的推广以及发展转变进行了重视，以机械制造技术为核心，对我国机械制造技术水平进行了提高，希望能够更好的促进我国经济发展。机械制造水平的提高不仅仅依靠机械制造行业的快速发展，同时，对科学技术水平的提高也非常依赖，这样能够更好的促进我国机械制造技术的切实发展。

1、先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

1.1 管理手段不发达

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

1.2 设计方法不先进

工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

1.3 制造工艺普及率不高

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

1.4 自动化技术方面

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

2、机械制造技术的发展方向

进入以科技发展为导向的二十一世纪，机械制造技术的发展方向主要表现为全球化、网络化、自动化、虚拟化以及绿色化。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。

2.1 机械制造技术要向全球化方向发展

机械制造技术的全球化发展方向主要表现为两个方面：一是由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，倒闭和兼并现象比比皆是。一些暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；二是网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

2.2 机械制造技术要向网络化方向发展

网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了全新的变革。网络化的发展使产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

2.3 机械制造技术要向自动化方向发展

自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

2.4 机械制造技术要向虚拟化方向发展

制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

2.5 机械制造技术要向绿色化方向发展

绿色制造则通过绿色生产过程 、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

3、结束语

文章对机械制造技术的发展情况进行了分析，其已经慢慢成为衡量一个国家经济、社会以及生产水平的重要标志，但是，我国机械制造水平因为受到历史因素和经济因素的长期影响，一直都处于比较低的水平。发达国家在发展过程中拥有了众多的机械制造技术，在水平方面和我国形成了很大的差距。为了能够对我国机械制造技术水平进行提高，要对先进的技术进行研发。机械行业应该将机械制造技术的发展放在战略位置，通过对现实情况的了解和对机械制造技术发展规律的认知，以足够的力量和资金促进机械制造技术取得深远的发展。

参考文献

[1] 梁训.世界机械制造技术与装备领域30年来的四大质变[J].航空制造技术，2009（5）.

[2] 白明光.先进制造技术的发展趋势及先进制造模式[J].北京机械工业学院学报，1999（2）.

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中图分类号：F259.2 文献标识码：A

收录日期：2015年10月20日

一、虚拟库存管理技术概述

虚拟库存技术是指将自身在未来生产运营所需的原料、生产要素等建立相关的信息，对其名称、规格、价格、数量等信息进行仔细的统计和整理，在需要时对信息进行筛选，并以这些信息为依据进行原料和生产要素的调动。虚拟库存的特点是不占用实物空间，也就是在仓库内不一定存在这一资源，但是出现资源需要时，社会资源就成为一个大的仓库，因这一仓库储备都是虚拟性的，也因此将这一储备称为虚拟仓库和虚拟库存。

虚拟库存发挥自身的效用也需要一定的条件，在固定的经济状态下才能真正出现虚拟仓库和库存的管理意义。首先，互联网等信息技术手段是虚拟库存技术的技术基础，在技术的支持和不断拓展中优化虚拟库存技术；其次，需要稳定的市场环境，尤其是买方的市场环境，稳定、有序的市场环境也是虚拟库存实现的重要外部环境；最后，企业自身的组织方法也对虚拟库存管理技术有着更加直接的影响。只有所有条件都具备时，虚拟库存技术才会在企业的生产运营中实现自己的价值。

二、虚拟库存管理技术在国内发展现状和趋势

物流行业在改革开放以来尤其是近几年逐步兴起并壮大，在迅速发展的同时，也在摸索着逐渐适应市场，为国民经济发展做出突出贡献。但是，与欧美发达国家相比，仍然存在问题，物流信息系统分散、物流信息共享性比较低、管理标准不一致、基础设施分布不均匀等现象，都能从不同方面体现出我国物流行业的发展水平相对较低，在国际市场上的竞争力比较薄弱。我国人口数量众多，是一个极具潜力的市场，目前的技术水平还没有完全将物流行业的经济价值激发出来，需要大范围地建立起一个完善、畅通的物流配送系统，改善物流信息传递不及时、运输效率低下的缺点，通过虚拟库存管理、协同配送等组织管理手段，使资源配置更加专业化，在提高效率的基础上，节约时间成本，增强自身的竞争力，提高经济效益。虚拟库存管理技术与协调物流配送能够实现各环节的流畅运作，实现产业的整体性，为改变物流行业的发展有着十分重要的作用。

三、虚拟库存管理及协同物流配送的重要意义

（一）提高物流行业服务质量。物流运输行业从产品上分析属于服务行业，服务的质量是企业和组织体现竞争力和整体水平的关键，在激烈的物流行业竞争中，快捷、安全的特点才能真正使物流行业得到客户的认可。虚拟库存管理以及协同配送能够为企业提供精准的信息，减少组织安排的时间，在保证安全的情况能够更快速进行工作的流程，从而提高自身的工作效率，利用信息技术将运输、配送、储存等多种功能同时发挥，扩大物流运输行业服务领域，让物流运输行业的资源得到优化配置。虚拟库存管理及协同物流配送为物流行业的服务质量提高提供了技术支持，成为拉动整个行业服务质量的动力。

（二）为企业节约生产成本。虚拟库存技术与传统的库存管理技术相比具有突出的优越性，这一优越性表现在多个方面，尤其是减少成本，虚拟的库存只需要借助互联网技术进行操作和控制，并不会真正占用企业的仓库空间，为企业节约了一定的生产成本。其次是产品不会积压、过期，虚拟库存中的资源都有详细的信息登记，在产品的调用过程中，不会出现产品过期的现象，减少资源浪费。同时，对于企业而言，利用虚拟库存管理技术可以规避囤货的风险，减少资金的投入，以整个社会资源为库，在生产过程中根据自身的实际生产需求和周围市场的变化，进行库存产品的调整和交换，实现资源优化配置，最大限度的利用信息，为企业自身的生产环节节约更多的成本，提高自身的经济效益，更有利于实现企业的经济生产目标。

（三）实现管理模式的调整。虚拟库存管理技术以及协调配送理念的运用和构成，能够促进中国市场经济模式的一体化。信息技术和互联网技术的不断推进和发展，使得原来的配送系统出现质的改变，从原来容易造成积压的各级仓储和运输逐渐在信息技术的支持下，变成网络的虚拟库存，企业的管理者可以通过网络渠道对整个配送过程进行管理和监控，同时也可以通过网络迅速反馈出运营过程中的问题，以便于及时解决和调整，为自身的服务和工作提供时间保障，提高管理工作的效率，在相关产业链条的形成道路上逐渐培养管理者之间相互配合的默契，在竞争与合作中相互提高，从而实现“双赢”，在增加相关企业集成程度的同时，提高各个企业的工作效率，为实现中国市场经济一体化的目标发挥重大作用。

四、结论

虚拟库存管理以及协调配送在新兴的物流行业中产生了非常明显的积极效用，为提高服务质量、工作效率等各个方面都体现出规范化、一体化的引导性作用，为未来的行业集成、相关产业链条的形成奠定了坚实的基础。本文从虚拟库存管理技术的概述、国内发展现状与趋势、虚拟库存管理及协同物流配送的重要意义三方面进行论述，更加细致地了解虚拟库存管理的优越性以及协调配送理念在实现市场一体化中的积极作用。以信息技术为基础的虚拟库存管理技术与管理工程技术相结合可以为我国的大型物流运输、远航企业、铁路系统、民航服务行业等带来更多的价值体验，这一技术的推广将会为社会的进步发展，以及技术模式创新发挥不可估量的作用。

主要参考文献：

[1]田红英，黄远新.基于虚拟库存管理的第三方物流企业仓储资源集成优化研究[J].物流技术，2012.8.