随着IT行业的快速发展，数字化设计与制造成为提升装备制造业的一种重要途径，同时也是提高企业核心竞争力的一种重要手段。通过产品设计、制造及管理过程数字化，提高产品开发与制造能力，通过减少零件数量、减轻零件重量、采用优化设计等方法使原材料的利用率达到最高，有效地促进了生产的节能减排。例如，波音公司采用现代产品开发系统，将新产品研制周期从8年缩短到5年，工程返工量减少了50％。日本丰田汽车公司在研制2002年嘉美新车型时缩短了研发周期10个月，减少了65％的试验样车数量。在铸造行业，通过可视化铸造技术可以改变传统的浇口、冒口设计原则，使浇注系统、冒口系统的尺寸和浇注过程最佳化。
为了更好地从源头上实现装备零部件制造的节能节材，绿色设计逐渐融入数字制造。绿色集成制造系统（GIMS）中的绿色设计系统，除包括一般现代集成制造系统（CIMS）中的工程设计自动化系统的有关内容（如CAD、CAPP、CAM等）外，还特别强调绿色设计。广泛采用建模与仿真技术实现产品设计、工艺设计、加工生产、使用和回收等全过程模拟，将环境因素和防止污染的措施应用于产品设计中，优化各有关设计因素，使产品及其制造过程对环境的总体影响减到最小。
例如，在装备开发中引入虚拟现实技术。虚拟现实技术是一种集成多种模拟仿真的技术。在装备设计初期，广泛采用建模与仿真技术实现产品设计、工艺设计、加工生产、使用和回收等全过程模拟，包括多物理场的数值建模、加工和成形过程仿真、高速高精度加工设备模拟及数字化协同产品开发等，同时将环境因素和防止污染的措施应用于产品设计中，优化各有关设计因素，使产品及其制造过程对环境的总体影响减到最小。图1-1所示为超高强度钢生产线虚拟现实场景，图1-2所示为筒子纱数字化自动染色生产线。采用计算机建模与仿真技术，通过可视化的人机交互进行装备的结构设计分析、关键零部件加工规划、装配过程模拟以及对开发完成的装备进行虚拟运行试验，能够有效提高装备的研发进度，降低制造成本，减少资源消耗。
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图1-1 超高强度钢生产线虚拟现实场景
图1-2 筒子纱数字化自动染色生产线
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