虛擬制造技術是在計算機上實現( 模擬) 產品從設計、生產到檢驗、使用的全部生命周期，以便檢查和優化產品的設計和生產過程，及時進行修改和調整。在計算機上設計、生產的產品是可視化的所謂“數字產品”，并不要實際的材料、機床和能量，易于分析、校驗和修改。只在一切模擬和檢驗都通過后，才采用最佳的工藝和工廠管理方案，真正進行實際產品的生產。
虛擬制造技術的提出
當今全球制造業企業之間的競爭越來越激烈。企業要贏得競爭，就要以市場為中心，以用戶為中心，要快速地響應市場的需求，快速地滿足用戶的需要。就是要以最短的產品開發時間(Time)、最優的產品質量(Quality)、最低的成本(Cost) 和價格、以及最佳的服務(Service)，也就是所謂的“TQCS”，去贏得用戶和市場。當今世界各國的制造業的工作者們，正在圍繞著這幾個方面堅持不懈地努力工作。這四要素重要性的順序是相對的，不同國家不一樣，一個國家在不同的歷史發展時期，四要素重要性的順序也不一樣。例如30 年代到60 年代，制造業追求的是規模效益，以美國為代表，美國的福特和通用兩大汽車公司，他們采用了大批量生產的規模化的流水線，這種生產組織方式使其所生產的產品占領了70% 的美國市場。使得美國迅速成為頭號工業大國。
進入70 年代以后，制造業更加重視降低產品制造成本，以日本為代表，特別是豐田公司，發展了準時生產(JIT) 和精益生產(LP) 方式，摒棄了流水線這種大批量、大規模生產中所存在的庫存大、周轉慢的浪費現象，在不太大的批量下，仍然獲得了低成本和高效益。
進入80 年代，為適應市場競爭和用戶的要求，產品質量是企業界和各個制造商們的主要追求目標，因此相應地實施發展了質量控制(QC) 技術和全面質量管理(TQM) 技術。質量觀點從符合性質量進而發展到適應性質量，特別是近年來又向滿意性質量進展。
90 年代以來，對市場的快速響應，也就是交貨期，在工業發達國家成為競爭的焦點，于是敏捷制造、智能制造、虛擬制造等新的概念、新的生產組織方式、新的生產模式相繼出現。企業的柔性和快速響應市場的能力成為市場競爭能力的主要標志之一。
一些學者們預測，到下一個世紀初是技術創新的年代，就是以高新技術、新穎的產品去開拓市場，創新將是市場競爭的主要標志。因此知識的創新和獲取、信息的交流和技術的合作，都是下一個世紀市場競爭的熱點問題。虛擬制造技術是以計算機支持的仿真技術為前提，對設計、加工、裝配、維護等，經過統一建模形成虛擬的環境、虛擬的過程、虛擬的產品。通過仿真，及時地發現產品設計和工藝過程可能出現的錯誤和缺陷，進行產品性能和工藝的優化，從而保證產品質量。應當指出的是，虛擬制造技術是一種軟件技術，它填補了CAD、CAM 和生產過程管理之間的技術鴻溝，以在計算機上制造數字化的產品為目的，它不直接制造真實的產品。真正的產品，歸根到底，還是需要在車間內, 由工人用機床一步一步地制造出來。然而，虛擬制造技術能夠保證更加多快好省地把實際產品制造出來，因此它能使企業具有較強的市場競爭力。進而一些工業發達國家也不斷地建立了虛擬制造企業。虛擬制造企業是一個快速響應市場的、充分利用現有資源的、沒有圍墻的、超越空間約束的、靠計算機網絡聯系的，但是它是統一指揮的、互惠互利的、實實在在的一個經濟實體。近些年來在工業發達國家，虛擬技術，進而到虛擬企業，不斷地發展，并不斷地體現出它的生命力。
虛擬制造技術在制造業中應用的效果
虛擬制造技術首先在軍事上、在航空航天上、在汽車制造領域中獲得成功的應用，例如：波音飛機公司777 飛機的設計，就是采用虛擬制造技術的典型實例，開發周期從通常的8 年減少到5 年，設計、裝機、測試均在計算機中完成模擬，初步地做到了無紙設計，保證了一次試制成功。
目前，虛擬制造技術在以下的十個方面應用的效果比較明顯。即：產品的外形設計、產品的布局設計、產品的運動和動力學仿真、熱加工工藝模擬、加工過程仿真、產品裝配仿真、虛擬樣機與產品工作性能評測、產品的廣告與漫游、企業生產過程仿真與優化及虛擬研究開發中心與虛擬企業。其中產品的外形設計是一個極為重要的方面，例如：以前汽車外形造型設計多采用泡沫塑料制造外形模型，要通過多次的評測和修改，費工費時。
而采用虛擬現實技術的外形設計，可隨時修改、評測，方案確定后的建模數據可直接用于沖壓模具設計、仿真和加工，甚至用于廣告和宣傳。在其他產品( 如飛機、建筑和裝修、家用電器、化妝品包裝等) 的外形設計中，均有極大的優勢。
還有，新產品的開發要經過設計、樣機試制、試驗、修改設計、重新試制等一系列的反復試制過程，許多不合理設計和錯誤設計只能等到制造、裝配過程中，甚至到樣機試驗時才能發現。產品的質量和工作性能也只能當產品生產出來后，通過試運轉才能判定。這時，多數問題已無法更改，修改設計就意味著部分或全部的報廢和重新試制。因此常常要進行多次試制才能達到要求，試制周期長，費用高。而采用虛擬制造技術進行產品的設計、試制和評價，首先是進行產品的立體建模，然后將這個模型置于虛擬環境中控制、仿真和分析，可以在設計階段就對設計的方案、結構等進行仿真，解決大多數問題，提高一次試驗成功率。采用虛擬現實技術，還可以方便、直觀地進行工作性能檢查。例如，美國的John Deere 公司，采用該技術對新產品——反鏟裝載機的三個技術方案進行建模仿真，結果否定了其中的兩個方案，節約了大量的研制經費。圖1 所示是利用dvise 制作的虛擬裝載機模型。
再有，把虛擬技術運用于熱加工工藝方面，如針對金屬材料的熱成形( 鑄造成形、塑性成形、焊接成形及熱處理改性) 過程的技術難點( 高溫、動態、瞬時、難以控制質量)，從材料成形理論分析入手，通過數值模擬和物理模擬方法，使得基礎理論能直接定量地指導金屬材料熱成形過程，并對材料成形過程進行動態仿真，預測不同條件下成形后材料的組織、性能及質量，進而實現熱成形件的質量與性能的優化設計，最大限度地發揮材料的性能潛力，為關鍵的重大裝備一次制造成功提供技術支持。
發展我國虛擬制造技術
近些年來關于制造的新概念、新哲理、新生產模式不斷地出現，盡管這些概念、哲理、模式，諸如：精益生產、敏捷制造、并行工程、智能制造以及虛擬制造等的出發點和目標不完全一致，但其實質是強調了柔性和快速，其基礎是信息技術的高速發展和實用化。工業發達國家在不斷地推進技術創新的同時，也在不斷地實施了管理創新、組織創新，進而在生產模式、管理機制上獲得了創新，從而推進了他們制造業的不斷進步與發展。然而在研究我國制造業今后的發展策略時，應該是吸收消化他們共同的實質內容，并結合我們的國情，提出具有我們自己特色的模式，探索21世紀中國制造業的發展道路，而不應簡單地跟蹤、照搬國外某一個新的概念，不能把國外某一個發展趨勢做為當今中國的規劃和計劃來實施。競爭的形勢不允許我們也像他們那樣用40 年的時間，串聯的、一步一步地、重復的去走他們所走過的路，相反由于科技的發展、由于計算機技術的發展、由于我們國家這幾十年形成的強大基礎，我們完全有可能用不了他們那么長的時間，并行地去實現這幾個目標。
近幾年來，虛擬制造技術已經引起我國科技工作者的關注，已經開展了一些研究工作，并著手進行了一些探索性、應用性的示范工作。機械科學研究院計算機技術應用中心最近的調查表明：據不完全統計，目前全國已有34 家科研機構、高等院校和企業正在開展虛擬制造技術方面的研究、開發及初步的示范應用工作。更令人感到高興的是這34 家中能有4 家企業勇于投身這種新的探索。
34 家單位主要在下面5 個方面開展了不同深度和廣度的工作：(1) 產品的虛擬設計;(2) 熱加工工藝模擬;(3) 加工過程、裝配過程的仿真;(4)虛擬軸機床和虛擬量儀的研制和開發;(5) 虛擬企業。但總的來看，我國虛擬制造技術的研究只是剛剛起步，多數是在原先的CAD/CAM 及仿真技術的基礎上進行。系統的、全面的虛擬制造技術的研究尚未開展;目前仍停留在國外理論的消化與國內環境的結合上。由于我國的計算機信息技術，特別是軟件技術發展滯后，受到制約，因此應該引起國家主管部門和各制造廠商的廣泛關注。可以預言，只要我們努力創造一個較好的基礎，虛擬制造技術在我國企業的實用化，并進而擴大應用，已為期不遠了。
