虚拟样机技术在一些发达国家,如美国、德国、日本等已得到广泛的应用,应用领域从汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、通用机械到人机工程学、生物力学、医学以及工程咨询等很多方面。美国航空航天局(NASA) 的喷气推进实验室(J PL) 成功地实现了火星探测器“探路号”在火星上的软着陆,成为轰动一时的新闻。J PL 工程师利用虚拟样机技术仿真研究宇宙飞船在不同阶段的工作过程。在探测器发射以前,J PL 的工程师们运用虚拟样机技术预测到由于制动火箭与火星程师们针对这个问题修改了技术方案,将灵敏科学仪器安全送抵火星表面,保证了火星登陆计划的成功。美国波音飞机公司的波音777 飞机是世界上首架以无图方式研发及制造的飞机,其设计、装配、性能评价及分析就是采用了虚拟样机技术,这不但使研发周期大大缩短、研发成本大大降低,而且确保了最终产品一次接装成功（由文献[5]可知）。Caterpillar 公司是世界上最大的拖拉机、装载机和工程机械制造商之一。由于制造一台大型设备的物理样机需要数月时间,并耗资数百万美元,所以,为了提高竞争力,必须大幅度削减产品的设计、制造成本。Caterpillar 公司采用了虚拟样机技术,从根本上改进了设计和试验步骤,实现了快速虚拟试验多种设计方案,从而使其产品成本低,性能却更加优越。著名厂商Johndeere 公司,为了解决工程机械在高速行驶时的蛇行现象及在重载下的自激振动问题,公司的工程师利用虚拟样机技术,不仅找到了原因,而且提出了改进方案,并且在虚拟样机上得到了验证,从而大大提高了产品的高速行驶性能与重载作业性能。而在国内，我国从“九五”期间开始跟踪和研究虚拟样机的相关技术,主要研究集中在虚拟样机的概念、系统结构以及相关的支撑技术,应用多集中在一些高精尖领域。近年来,才尝试着将虚拟样机技术用于一般机械的开发研制。具体一些实例有天津大学与河北工业大学采用虚拟样机技术联合开发了冲击式压实机,对其进行了仿真计算，得到各部件的运动规律曲线,验证了压实机各部件参数值的合理性。北京科技大学在研制行星式磨机的工程中,采用ADAMS 进行虚拟样机设计,并对其进行了基于可视化的虚拟优化技术,实现了设计思想、方法和手段的最优。广西大学的蒙艳玫等采用IDEAS 软件开发了甘蔗收获机械的虚拟样机,并采用有限元方法和数理统计确定了各个部件的最优设计参数。49061

虚拟样机技术的发展趋势

虚拟样机的本来目的是代替物理样机, 但是虚拟样机技术在改善产品开发模式上面具有很大的潜力。尽管虚拟样机技术在现阶段有一些局限性论文网, 但其应用前景是好的。目前虚拟样机概念正向广度和深度发展,其范畴正从单一领域向多领域综合设计扩展,涉及的内容从产品CAx/ DFx 设计向面向系统全生命周期的过程、业务和商业化设计扩展,目的从设计优化向决策分析和知识重用拓展,方法上从单系统建模仿真向复杂系统并行协同设计发展。今后的虚拟样机技术将更加强调部件、技术、知识的重用,强调便于虚拟样机柔性协同的运行管理的组织重构,强调跨领域技术的沟通支持。如此看来，虚拟样机研究还需在设计分析仿真工具的集成化和产品数据管理、基于虚拟样机的优化设计、虚拟样机系统的容错性、使用虚拟样机技术进行可制造性、可维护性和使用性能分析等方面进行重点研究。