1、虛擬制造的基本概念

虛擬制造（Virtual Manufacturing:VM）的研究與開發利用已引起各國的高度重視，尤其是歐美、日本等工業發達國家，竟相投入大量人力，物力進行VM的研究與開發。

什么是虛擬制造，目前各國學術者尚未形成統一的認識，籠統的理解是：在計算機內構造虛擬的生產系統模型，進行實際生產過程的模擬。本文將從信息變換等價性的觀點出發，分析VM系統與實際生產系統的相互對應關系，探討VM的基本概念，并介紹目前國際上虛擬制造研究的方法、手段、研究開發的動向及VM的廣闊應用前景。

1.1 實際制造與虛擬制造

實際生產系統具有對“物質”、“信息”、“能源”進行轉換的功能，即投入原材料、生產、信息電力等能源，制造出所需要的產品及與產品相關的信息，并排放出作為副產品的余熱等能源。通常把在生產系統內進行的上述轉換活動稱為制造。由此，VM可以理解為：將實際生產中的“物質”和“能源”信息化，針對實際生產系統中的信息及被信息化的“物質”和“能源”實現與實際生產在信息上的等價轉換，這樣的轉換形式稱為虛擬制造，即VM過程雖然沒有制造出實際產品，但卻生成了有關產品的信息及制造產品所需的信息。

圖2進一步表明了實際生產與虛擬制造的關系。R1、R2表示真實生產實施前后的狀態，V1是將R1信息化處理后的模型，V2是擬實制造系統信真后的結果。R2與V2在信息上應是等價的。

1.2 虛擬制造系統

基于信息變換等價性的實際生產系統和虛擬制造系統，在概念上也可進一步被看成是由“物理系統”和“信息系統”組成的，即生產系統內部存在著設備原材料、產品等物理實體和生產計劃、任務書、產品性能要求等信息實體。由物理實體構成的部分稱為“物理系統”（Physical System）；由信息實體構成的部分稱為“信息系統（Information system）”、即生產系統由實施制造的物理系統和對物理系統進行管理（包括計劃、控制）的信息系統構成。工廠的生產車間可被看作物理系統，而生產管理部門則可被認為是信息系統的一部分。