如今，為了在競爭激烈的全球市場中生存和發(fā)展，泵和管道制造商必須能夠更好地滿足市場提出的T、Q、C和S要求，即以最短的產(chǎn)品開發(fā)周期(Tme)、* * *產(chǎn)品質(zhì)量、* * *低制造成本(C0st)和* * *技術(shù)支持和售后服務(wù)(服務(wù))贏得市場和用戶。企業(yè)間競爭的目標(biāo)是以最快的速度和成本生產(chǎn)出令用戶滿意的產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)低價產(chǎn)品的及時上市已經(jīng)成為企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。面對不可預(yù)測的、可持續(xù)的發(fā)展和快速變化的市場需求，企業(yè)在生產(chǎn)活動中必須有高度的靈活性。為了提高企業(yè)的競爭力，他們應(yīng)該能夠?qū)κ袌鲂枨蟮淖兓龀隹焖?、敏捷的反?yīng)，并及時對自己的生產(chǎn)進(jìn)行合理的調(diào)整和重新規(guī)劃。計算機軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展為這一目標(biāo)的實現(xiàn)提供了強有力的支持?；谶@些因素，20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了許多新概念和新觀點。上世紀(jì)80年代中期泵管制造商提出的虛擬制造(VirtualManufacturing，pwM)概念就是其中之一。基于虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)，對產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一建模，并在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計、加工和裝配、檢驗和使用全生命周期的仿真和仿真。它在產(chǎn)品設(shè)計階段實現(xiàn)了對產(chǎn)品、其性能和制造過程的模擬，從而優(yōu)化了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和制造過程，優(yōu)化了生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，從而使產(chǎn)品開發(fā)周期和成本最小化，* *了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，* *了生產(chǎn)效率，從而形成了企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。它代表了一種全新的制造系統(tǒng)和模式。虛擬制造的研究、開發(fā)和利用已經(jīng)引起了各國的高度重視，尤其是歐美和日本等發(fā)達(dá)國家，他們在虛擬制造的研究和開發(fā)上投入了大量的人力和物力?？梢?，虛擬制造是產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)和在計算機上實現(xiàn)的本質(zhì)實現(xiàn)，是制造業(yè)通過建模和仿真技術(shù)的全方位變革。除了其功能一致性和與實際制造的結(jié)構(gòu)相似性之外，它還具有高度集成性、敏捷性、靈活性、分布式協(xié)作、以模型為中心、高保真仿真、可重復(fù)性和智能性等特點。

虛擬制造涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域知識的綜合集成和應(yīng)用。它與仿真技術(shù)、計算機圖形學(xué)、可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、并行工程、精益生產(chǎn)、虛擬現(xiàn)實、虛擬原型、虛擬企業(yè)、智能制造、數(shù)字制造、敏捷制造、綠色制造等概念相互關(guān)聯(lián)、交叉和補充。出現(xiàn)在它出現(xiàn)之前或之后。它們離不開計算機網(wǎng)絡(luò)和工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持。從以技術(shù)為中心向以人為本轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要，是他們的共同特征?？梢姡嬎銠C仿真建模與優(yōu)化技術(shù)是虛擬制造的核心和關(guān)鍵技術(shù)。可以說，虛擬制造是對制造過程中所有環(huán)節(jié)的統(tǒng)一建模，包括產(chǎn)品設(shè)計、加工、裝配，甚至是企業(yè)的生產(chǎn)組織、管理和調(diào)度，以形成一個可操作的虛擬制造環(huán)境。在信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的支持下，借助高性能硬件，在計算機局域網(wǎng)上生成數(shù)字產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計性能分析、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗，使設(shè)計者和生產(chǎn)者能夠做出前瞻性決策，優(yōu)化實施方案。它是一個數(shù)字化的通用制造系統(tǒng)。它是對實際制造過程的動態(tài)模擬。它從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計和批量生產(chǎn)的循環(huán)串行的傳統(tǒng)制造模式。所謂“虛擬”是相對于真實產(chǎn)品的實際制造系統(tǒng)而言的，強調(diào)制造系統(tǒng)操作過程的計算機化。虛擬制造系統(tǒng)()是以虛擬制造思想為指導(dǎo)，基于計算機技術(shù)的集成虛擬制造系統(tǒng)。

在信息集成的基礎(chǔ)上，通過組織管理、技術(shù)資源和人機集成實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程集成。在整個產(chǎn)品開發(fā)過程中，在基于虛擬現(xiàn)實、科學(xué)可視化、多媒體等技術(shù)的虛擬環(huán)境、虛擬性能測試環(huán)境、虛擬制造環(huán)境等虛擬環(huán)境下，在各種人工智能技術(shù)和方法的支持下，泵和管道制造商通過集成應(yīng)用各種建模、仿真和分析技術(shù)和工具，實現(xiàn)產(chǎn)品和過程的集成和并行開發(fā)，以及產(chǎn)品設(shè)計、制造過程、生產(chǎn)計劃、調(diào)度和管理的測試。分布式協(xié)同解決方案用于提高各級企業(yè)的決策和控制能力，實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自我完善、自我轉(zhuǎn)化和發(fā)展，實現(xiàn)提高整體行動效率、實現(xiàn)整體決策和提高市場競爭力的目標(biāo)。由于虛擬制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是整個虛擬制造系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵，國內(nèi)外許多研究機構(gòu)對虛擬制造系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，并提出了不同的虛擬制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方案，但至今還沒有一個完善的體系結(jié)構(gòu)。無論是現(xiàn)有的一般架構(gòu)還是現(xiàn)有的特殊架構(gòu)，都存在一定的缺陷和局限性。共性主要表現(xiàn)在：第一，虛擬制造系統(tǒng)的整個過程無法完整清晰地描述，建模存在一定的片面性；其次，實際制造系統(tǒng)和虛擬制造系統(tǒng)之間的映射關(guān)系不充分，不完整，不能綜合考慮真實狀態(tài)、信息傳遞和系統(tǒng)控制。同樣，在系統(tǒng)的開放性和知識的整合方面也存在一些不足，這兩者不能作為一個整體來考慮。* * *，在實用性和可應(yīng)用性方面存在很大的不足，并且缺乏一個真正實用和集成的面向制造企業(yè)的虛擬制造系統(tǒng)架構(gòu)。