“仿真”一詞譯自英語單詞“Simulation”，有時也譯作“模擬”，是“模仿真實世界”的意思。

1　系統仿真類型介紹
　　在工程技術界，系統仿真是通過對系統模型實驗，去研究一個存在或設計中的系統。表1所列是系統仿真的仿真類型、模型類型、計算機類型和經濟性。
　　由表1可見，計算機仿真已成為系統仿真的一個重要分支，系統仿真很大程度上指的就是計算機仿真。計算機仿真技術的發展與控制工程、系統工程及計算機工程的發展有著密切的聯系。一方面，控制工程、系統工程的發展，促進了仿真技術的廣泛應用；另一方面，計算機的出現以及計算機技術的發展，又為仿真技術的發展提供了強大的支撐。計算機仿真一直作為一種必不可少的工具，在減少損失、節約經費開支、縮短開發周期、提高產品質量等方面發揮著重要的作用。

2　計算機仿真在制造業的應用和發展現狀
　　制造業在國民經濟中一般都占有最大的比重，自70年代以來，全球性的市場競爭日益激烈，產品消費結構不斷向多元化、個性化方向發展，產品的更新期和交貨期都在縮短，一些自動化技術如CAD、CAM、CAPP、NC、FMS、MRPⅡ及CIMS都得到快速發展。系統仿真作為一種重要手段，通常可以滲透到它們當中去，并幫助它們實現集成，從而促進了一些先進制造技術的發展。在50年代，最引人注目的仿真領域是火炮控制和飛行控制系統；60年代，是火箭和導彈控制系統；70年代是航天、核能和經濟管理系統；到80年代，最引人注目的仿真領域就逐步轉向了制造系統，并且呈現出一種生機勃勃的局面。


從本質上講，仿真技術就是建立仿真模型和對模型實驗的一種技術。計算機仿真過程的實現一般都可由計算機高級語言、仿真語言和仿真軟件來完成（如圖1所示）。典型的仿真軟件有仿真環境、仿真語言和程序包3種形式，其功能覆蓋是不完全相同的。從下到上，大體反映了仿真軟件的發展過程。到80年代中后期，開始出現了一體化仿真環境。現在，面向制造系統的仿真出現了一體化支撐軟件，實現了仿真建模、仿真運行、輸出分析的集成環境，仿真監控運用了并發執行機制，在數據庫管理的基礎上實現了模型數據、實驗數據、仿真結果的統一管理，人工智能技術也應用在仿真建模、仿真運行和仿真結果的分析中。此外，廣義制造系統仿真器的出現，實現了對某類制造系統的非語言建模、模型數據驅動等功能。這類典型的一體化仿真軟件有TESS，IBIS；廣義仿真器有AUTOMODⅡ，FATOR，GEMS，WITNESS等。

3　計算機仿真的研究熱點及對制造業的影響
　　80年代以來，系統仿真不斷地朝著縱、橫方向發展，在制造業方面，一個比較明顯的進展就是“虛擬制造”。 根據虛擬制造的概念，整個產品的設計和制造首先在計算機上進行，這樣可以發現并解決該產品在制造之前可能出現的各種問題。
　　虛擬現實技術（VR——Virtual Reality）亦稱虛擬環境技術、靈境技術，是一種最有效地模仿人在自然環境中的視、聽、動等行為的高級人機交互技術。它是在綜合計算機圖形學、計算機仿真技術、傳感技術等多門科學技術的基礎上發展起來的。它有2個基本特征，即“靈境感（Immersive）”和“交互感（Interactive）”。通過這2個基本特征，虛擬現實技術能描述事物內部及其相互間真實的作用和交互，使用戶仿佛置身于一個虛擬的世界中，從而拉近了用戶與環境之間的距離，改變了人機交流的方式。利用VR技術的這些特性，可以對產品的各個階段提供支持，例如在虛擬環境下設計產品及其生產流水線，測試和裝配產品的零部件，客戶可以驗證產品是否符合要求等。
　　近年來，計算機仿真技術在制造業應用的另一個研究熱點——虛擬產品開發也是引人注目的。虛擬產品開發（VPD——Virtual Product Development）首先源于并行工程（CE——Concurrent Engineer）思想。這種思想將現代先進的組織形式跟現代的哲學、文化混合為一體，是對產品設計及其相關過程（制造過程、使用過程和支持過程）進行并行的、一體化設計的一種系統化工作模式。CE能在產品開發一開始就考慮到投資、生產制造、裝配、銷售和維護以及報廢等產品的整個生命周期的所有因素，這對解決產品設計與開發的矛盾是非常有益的。VPD就是在CE方法論的指導下，把CAD、CS和大規模產品數據管理系統綜合起來，形成一個虛擬產品開發環境，使產品開發人員能夠在這種環境下策劃產品、設計產品、預測產品在真實環境下的性能、特征以及真實工況下所具有的響應，從而減少反復和變更的次數，減少甚至取消制作物理原型樣機，如此就能很好地檢驗設計、指導和優化設計，有效地縮短產品的開發周期和大量地節省開發費用。VPD仿真技術是仿真技術發展的又一重要領域，它能深入到各種復雜產品的制造中，能夠產生巨大的經濟效益。
　　現在，仿真技術的應用已經從單一的系統走向開放復雜的大系統。當仿真對象分布于廣闊的時空領域，仿真任務要求將不同地理位置、不同類型（包括人在內）的仿真對象構成一個統一整體進行仿真時，產生了分布交互化仿真（DIS——Districted Interactive Simulation）。這種仿真系統里包含有不同類型的實體—虛體、真實實體和構造實體，這些實體可以基于不同目的系統、不同年代的技術、不同廠商的產品和不同產品組成，并允許它們交互操作。DIS實現用計算機網絡將不同地點的仿真設備連接起來，通過實體間的數據交換構成時空到合成仿真環境的一種先進仿真技術。在這種復雜的分布綜合的系統進行實時仿真時，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應的處理。美國是最早研究這種技術并投入使用的國家，已經完成了多項基于虛擬仿真的DIS工程項目，相關的協議與標準已經完成或正在完成。
　　在制造行業，已經產生了類似于DIS的虛擬研究開發中心或虛擬企業。香港生產力促進局和香港城市大學共建的快速科技中心就是一個虛擬研究開發中心。此外，為了適應快速變化的世界市場，克服單個企業難以在短期內具備所需資源的局限性，出現了在一定時限內，為了某一市場機遇，通過網絡臨時聯結的一種動態聯盟——虛擬企業。
　　美國波音（BOEING）公司可以把777飛機的研制、生產做到幾乎“無圖紙”的程度。波音777飛機的研制、整機設計、裝配、部件測試以及各種試飛，都是由計算機完成的。它能將開發周期從原來的8年縮短到5年，節約了數百萬美元經費。

4　結束語
　　圍繞產品從概念設計到終止使用的整個生命周期，再從決策者、設計師、制造商、銷售商和用戶等全方位地去觀察和研究產品，仿真技術已顯示出它強大的生命力和發展潛力。面向21世紀，同其他領域一樣，制造領域的仿真技術的仿真規模正在不斷地擴大，仿真功能也在不斷地朝智能化、可視化、集成化、并行化、分布交互化的方向發展。