虚拟样机技术的介绍及虚拟样机的开发工具实现4个技术功能

如图10-1所示表明了虚拟样机技术在企业开展新产品设计以及生产活动中的地位。进行产品三维结构设计的同时，运用分析仿真软件(CAE)对产品工作性能进行模拟仿真，发现设计缺陷。根据分析仿真结果，用三维设计软件对产品设计结构进行修改。重复上述仿真、找错、修改的过程，不断对产品设计结构进行优化，直至达到一定的设计要求。

虚拟产品开发有如下三个特点：

以数字化方式进行新产品的开发；

开发过程涉及新产品开发的全生命周期；

虚拟产品的开发是开发网络协同工作的结果。

图10-1 虚拟样机设计、分析仿真、设计管理、制造生产一体化解决方案(www.xing528.com)

为了实现上述的三个特点，虚拟样机的开发工具一般实现如下4个技术功能：

采用数字化的手段对新产品进行建模；

以产品数据管理(PDM)／产品全生命周期(PLM)的方式控制产品信息的表示、储存和操作；

产品模型的本地／异地的协同技术；

开发过程的业务流程重组。

传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品进行多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。而且，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统（如：整机结构、液压系统、控制系统等）的设计都是独立的，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统在内的多体动力学虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。