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摘要：计算机行业的蓬勃发展，促进了设计领域行业的进步。设计领域行业为了满足制造业对设计的需求，虚拟制造技术应运而生。其中，虚拟制造技术在现代化机械工程设计领域的应用，越来越被重视。因此，本文主要针对虚拟制造技术在现代机械工程设计领域的应用进行分析和探讨，希望能给机械工程设计提高有价值的参考和意见。
关键词：机械工程；设计领域；虚拟制造技术
引言
随着经济的快速发展，制造业为了适应社会的发展，也要与时俱进，不断的创新该行业的在各个方面应用的技术，虚拟制造技术就是其中的一种。虚拟制造技术，是通过计算机对数据模型进行模拟分析并在计算机上呈现要建造的工程的模型的一种技术。传统的机械工程设计是通过画图的方式，把要建造的工程的模型手绘到图纸上，这种做法是非常费时费力的，并且对工程设计者的技术要求比较高，如果设计的模型规格不到位，就会严重的影响工程的建设。而虚拟制造技术的利用，可以使设计者通过计算机对工程建设的模型进行画图，这种方式使模型的设计规格是非常精准的。可以说，虚拟制造技术的出现给机械工程的设计带来了新的设计理念，对工程的建设起了先导的作用。因此，虚拟制造技术在现代现代机械工程设计领域的应用更加广泛，对该领域也起这至关重要的作用。
1 虚拟制造技术的概述
虚拟制造技术是以模拟现实和仿真技术为基础，对目标产品的设计、生产过程统一的进行建模，通过计算机实现目标产品从设计、加工和装配、检验和使用整个生命周期的模拟和仿真。因此，可以在产品生产前模拟将要进行生产的产品的性能和制造过程，发现生产中可能面临的问题，以此来优化产品的设计质量和制造过程，加强生产管理和科学规划资源的分配，提高终生质量和生产效率，达到缩短生产周期和降低生产成本的目的，从而提升企业在市场中的竞争优势。如波音 777，其整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞都提前使用了计算机利用虚拟技术进行了模拟和检测。然后通过不断优化它的整体结构，使开发周期从过去的8 年缩短到了 5 年。并最终研制成功，提高了我国空军作战的能力。虚拟制造技术在我国的出现时间虽然不长，但是，虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远的影响。
2 虚拟制造过程2.1 虚拟制造的模型设计
传统的设计模型是设计者通过手绘作图完成的，一旦客户的意向发生改变，设计者需要推翻原先的设计图，进行重新设计和制定模型。虚拟制造的模型设计的方便性在于可以根据客户的要求只对设计好的模型进行部分修改。因此，虚拟制造的模型设计具有灵活性强的特点。虚拟制造的模型设计除了具有灵活性强的特点外，最重要的是虚拟制造技术，可以对设计的模型进行虚拟加工，加工之后又可以对产品进行仿真实验。这种模式，对产品在实际制造中提供了非常有用的参考价值和信息。
2.2 模型设计的步骤
一个完整的模型设计出来，需要很多步骤和程序。从模型的结构来讲，模型的设计可以分为三个步骤：元模型的设计、机构模型的设计和产品模型的设计。首先，元模型的设计是模型设计的第一道工序，通常是模型的最基本的构造的设计。如：模型产品的通用螺丝、螺帽和齿轮等。这些简单的元模型，在设计起来并不简单，因为原模型的设计需要相应的理论公式、理论计算和实验推理等知识无差别的使用。元模型虽小，设计它的方法却非常复杂，并且元模型的规格要符合国家标准和准则。所谓“千里之堤毁于蚁穴”，元模型设计的不符合标准，会导致后续的模型设计也会出现错误。
其次，机构模型是由元件模型组成的，机构模型的设计只有在元建模型设计好的基础之上才能进行设计。对设计好的元件模型，进行分类、分级。不同类别，不同级别的元件模型通过设计就构成不同的机构模型。机构模型的设计构成，简而言之，就是对元件模型按要求进行组装，是模型总体设计中比较简单的一种模型设计。最后，产品模型设计作为产品在计算机上的产品信息载体，是虚拟制造的模型设计的终极目标。产品模型的设计是对机构模型进行系统的结合，分为相应的模块，完成最终想要生产的产品模型的最后一道工序。
3 虚拟制造技术在现代机械工程设计中的运用
3.1 虚拟产品设计
虚拟产品的设计，在许多制造业上都起着重要的作用。比如飞机、汽车的设计都涉及到了虚拟产品的设计，就汽车的设计而言，如：汽车外观流线型的设计是否符合气体流动的原理，汽车内部结构布局是否合理，等等。在汽车的设计中，采用虚拟技术，可以仿真的模拟汽车的性能，找出汽车设计中的不足之处，优化汽车的内部结构，加强汽车在行驶中的稳定性。虚拟产品的设计的优势在于，可以通过计算机观察产品复杂构造的内部结构情况。三维立体的图像并真实的反映到电脑中，可以使人清晰地观察产品的情况，通过分析和探究解决出现的问题。所以说，虚拟产品的设计对产品的生产质量起着至关重要的作用。
3.2 虚拟产品制造
虚拟产品制造可以通过计算机的仿真技术，对产品制造过程中的各个环节和程序进行参数分析，以此甄别产品生产中哪个环节出现了问题，然后通过改进，使产品生产顺利进行。这样做，不仅使产品的生产符合生产的规格和型号，而且提高了生产的效率和质量。3.3 虚拟生产过程虚拟生产过程，就是对人力资源、生产调度、物料库存和生产系统的规划设计等进行合理的分配和使用。通过计算机的仿真模拟，结合实际需求和目标进行生产过程分析。可以改善生产过程中的缺陷，有效地达到生产的合理性和科学性，并且可以节约资源的利用，降低生产成本。
3.4 虚拟企业
经济的快速发展，互联网在市场中的应用越来越重要，许多势单力薄的企业无法适应市场的变化和满足市场的需求，为了在市场中占有一席之地，许多企业纷纷联合，这时虚拟企业应运而生。因此，为了快速适应市场的变化和满足市场的需求，需要开发新的产品，利用不同地方的不同的企业、不同资源和不同地点的工厂，重新组织一个能在市场中生存下来的新公司是必要的。虚拟企业的是许多企业的联合形式，虚拟企业在市场中能够使相互联合的各个公司能协调运行，并对企业投产后的风险、利益分配等进行评估。虚拟企业具有集成性和实效性两大特点的经济体。虚拟企业是为了应对变化无常的市场需求趋势而产生的，虚拟企业具有许多优势，比如：产品质量高、新产品开发的速度快、能快速满足市场需求、生产成本低和缩短产品生产周期等。因此，虚拟企业是在新形势下适应市场发展变化，提升企业在市场中的竞争优势的必然选择。
4 结语
综上可知，机械工程设计领域虚拟制造技术的应用，可以帮助检测工程质量，模拟优化工程的结构，并对工程的不足进行分析，提出合理化建议。由此可见，虚拟制造技术在机械工程设计领域发挥着重要的作用。因此 ，我们要对虚拟技术给予高度的关注，并不断地进行技术创新，逐渐完善它的技术结构。
参考文献
[1]杨舒然.现代机械工程设计领域虚拟制造技术的运用[J].科技风，2018（06）：153.
[2]王晓伟.虚拟制造技术及其在制造业中的应用研究[J].粮油加工（电子版），2015（08）：62-64