传统的工艺设计方法通常是根据预估的制造特性，参考设计侧提供的图纸，模型及相关设计要求，然后对制造处理工艺单元的产品尺寸、结构进行选择计算并对工艺过程进行基于经验的分解。

数字化工艺仿真是利用产品的三维数字样机，对产品的装配过程统一建模，在计算机上实现产品从零件、组件装配成产品的整个过程的模拟和仿真。这样，在建立了产品和资源数字模型的基础上，就可以在产品的设计阶段模拟出产品的实际生产过程，而无需实物样机，使合格的设计模型加速转化为工厂的完美产品。

现阶段数字化工艺仿真手段及应用现状分析

应用现状

数字化工艺仿真利用了计算机图形学技术及一些核心算法涵盖机加、铸造、表面处理、工装设计、生产布局、装配、检测等多个专业的工艺过程设计规划及仿真应用场景。

a)数字化仿真手段在装配环节应用

在虚拟环境中，依据设计好的装配工艺流程，通过对每个零件、成品和组件的移动、定位、夹紧和装配过程等进行产品与产品、产品与工装的干涉检查，当系统发现存在干涉情况时报警，并给出干涉区域和干涉量，以帮助工艺设计人员查找和分析干涉原因。

装配仿真路径自动寻优

b) 数字化工艺仿真在机械加工的应用

机械加工工艺过程仿真，即是按照产品的加工工艺，在虚拟环境下重现产品的加工过程。机加工艺仿**要解决工艺过程中刀具的碰撞、干涉、运动路径、和机床后置代码生成等问题。

机加仿真

c)生产布局仿真

生产布局可以使用三维仿真软件实现生产线生产过程及产品在厂房内运输过程的模拟。其对制造资源(包括人、机、料)在空间上密切有机结合，时间上适当连接，在布局设计的过程中考虑物流因素，选择搬运的最佳路线，减少物料搬运工作量，不仅能降低其过程中的运输成本，还能加快生产流程，最终达到提高生产能力和降低企业生产成本的目的。

 生产布局仿真

d)焊接仿真

焊接机器人仿真

通过焊接机器人仿真模拟能实现焊接机器人虚拟示教、焊接机器人工作站布局、焊接机器人工作姿态优化，确认系统方案、焊接机器人型号、焊接机器人/工件安装位置、焊接机器人动作范围和可��到性等，进而对夹具提出修改意见等全面、系统的仿真应用；通过工业机器人离线编程仿真方法进行产线控制。

焊接作为应用最广泛的材料连接方式之一，未来应关注焊接过程中的应力、温度、变形来综合优化焊接过程工艺，同时引入多智能体调控技术将感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面与焊接智能产线结合。

e)人机工程仿真

在计算机中建立人、机、环境的数字模型，结合人体生理特征和姿态动作，仿真人机交互的动态过程，并利用人机工程学的各种评价标准和算法，对产品开发过程中的人机工程因素进行量化分析和评价。按照工艺流程进行装配工人可视性、可达性、可操作性、舒适性以及安全性的仿真。

人机工程仿真

f)其他工艺仿真

其它工艺类型包括铸造、喷涂、检测等典型工艺仿真，也可以通过三维可视化的仿真实现。

铸造、喷涂仿真