摘要：虚拟设计是当前机械加工行业技术的方向，特别是虚拟设计中对包装机械环境的仿真，可实现包装机械设计的优化，达到提高包装机械设计水平、提高包装机械设计质量，增长包装机械市场竞争力的价值。
关键词：虚拟设计；包装机械产品开发；应用
引言
在市场经济条件下，商品进入流通领域的一个必要前提就是进行规范包装。当前商品越来越依靠包装机械进行处理，在生产效率提高、差异化趋势增强的背景下，包装机械成为一项重要设备，不但成为一项重要产业，也对整个商品生产和流通产生巨大影响。新时期应通过应用虚拟技术实现对包装机械的不断开发，从技术、思想上推进和实现包装机械新时期的创新式发展。
一、虚拟设计的概述
虚拟设计技术是由多学科先进知识形成的综合系统技术，其本质是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等，提高产品设计的一次成功率。其也有利于更有效更经济灵活地组织制造生产，使工厂和车间的设计与布局更合理更有效，以达到产品的开发周期及成本的最小化、产品设计质量最优化、生产效率的最高化。
虚拟设计技术是由各个“虚拟”的产品开发活动来组成，由“虚拟”的产品开发组织来实施，由“虚拟”的产品开发资源来保证，通过分析“虚拟”的产品信息和产品开发过程信息求得对开发“虚拟产品”的时间、成本、质量和开发风险的评估，作出开发“虚拟产品”系统和综合的建议。虚拟设计技术的最终目的是缩短产品开发周期，及缩短产品开发与用户之间的距离。
其优点有：
（1）虚拟设计继承虚拟现实技术的所有特点。
（2）继承传统CAD设计的优点，便于利用原有成果。
（3）具备仿真技术的可视化特点，便于改进和修正原有设计。
（4）支持协同工作和异地设计，利于资源共享和优势互补，从而缩短产品开发周期。
（5）便于利用和补充各种先进技术，保持技术上的领先优势。
二、虚拟设计与传统CAD/CAM系统的区别
（1）在讲区别的同时，应首先重在继承，尤其是继承原有CAD技术的资源和成果；其次，虚拟设计是以硬件的相对的高投入为代价的。
（2）CAD技术往往重在交互，设计阶段可视化程度不高，到原型生产出来后才暴露出问题。
（3）CAD技术无法利用除视觉以外的其他感知功能。
（4）CAD技术无法进行深层次的设计，如可装配性分析和干涉检验等。
三、包装机械产业发展的描述
我国包装机械产业经过从无到有20多年的发展，至今已成为一个重要门类，在支撑商品生产的同时，也形成对整个经济发展的全面支撑作用。作为包装机械产业的从业人员应看到包装机械产业现存的问题，只有将问题做到全面分析，才能促进包装机械产业的加速发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前包装机械产业存在的主要问题有：
3.1盲目仿制国外包装机械
当前，包装机械生产中存在生产规模小、科研能力低、创新能力差等实际问题，导致大多数包装机械生产企业都在或多或少地模仿国外包装机械，生产出的包装机械存在性能、可靠性和服务质量方面的问题，过度依赖仿制会形成对国外包装机械制造技术的依赖，形不成具有自主知识产权的包装机械生产技术，严重制约包装机械产业的持续发展。
3.2基础技术和工艺落后
在包装机械行业中有一个基本共识，就是我国包装机械生产要落后于发达国家将近20年的差距，集中的表现是高精度包装机械和自动化大型包装机械的开发尚属于空白，在传统包装机械的生产中存在外观粗糙、稳定性差、安全性不高、适应性低下，并存在质量和寿命方面的通病，对包装机械的长久发展不利。
3.3生产和需要脱离
在市场经济建设步伐越来越快的背景下，包装机械的种类和数量都有了较大幅度地增长，而国产的包装机械却在设计理念、制造技术和产品质量上都存在与市场需要的较大差距，人为导致包装机械市场中生产产品和需要上的矛盾，导致包装机械长期需要进口的问题发生。
3.4设计思想和手段落后
在包装机械设计过程中很多企业仍然应用传统的设计技术和设计思路，导致包装机械没有适应性和创新性，影响包装机械对市场的占有力，不但浪费包装机械研发的资金和资源，而且造成对包装机械生产的制约，难于实现对包装机械行业的加速作用。
四、包装机械产品开发中对虚拟设计的应用
4.1虚拟设计在包装机械装配过程中的应用
产品开发人员借助虚拟装配设计环境系统，可在虚拟环境中使用各种装配工具对设计的机构进行装配检验，帮助设计人员及时发现设计中的装配缺陷，全面掌握在虚拟制造中的装配过程，尽可能早地发现在新产品开发过程中的设计、生产和装配工艺等问题，及时优化设计方案。
4.2虚拟设计在包装机械产品设计过程中的应用
虚拟设计是在产品设计中采取人与计算机的交互方式，模拟新产品开发中产品的某些性能，便于设计人员对产品的修改。在进行虚拟产品设计时，设计人员或准客户可以感知产品，直接在虚拟环境中进行设计与修改，实时地对整个虚拟产品设计过程进行检查、评估，实地解决设计中的决策问题，使设计思想得到综合。
4.3虚拟设计在包装机械人机工程中的应用
虚拟设计可精确定位包装机械人机工程学的参数，并在必要时可以修改虚拟部件的位置，重新设计整个产品的构造，为新产品开发在产品的人机工程学研究方面提供新方法，可以不断利用该系统来验证假设，既减少开发费用，又缩短制造模型的时间。
五、虚拟设计在包装机械产品开发的应用前景
在未来，包装机械新产品开发中，虚拟设计技术能为设计人员提供有创造性思维的空间，提高设计人员的设计创新思维能力与产品设计水平，使设计人员能从理论认识到感性认识，对产品进行设计、分析和评价，使设计人员在精神世界的存在中获得心灵自由，让设计更趋合理化、人性化。虚拟设计可在包装机械的设计阶段，借助于建模与仿真技术及时并行地模拟出产品的未来的制造过程，乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，并预测、检验、评价产品性能和产品的可制造性。从而更有效、经济、柔性、即时地组织生产，有力地降低由于设计前期给后期制造带来的回溯更改生产。
结束语
包装机械产业是整个商品生产的配套产业，也是市场经济体系中不可或缺的基础性行业，新时期需要各种新型技术和工艺加以发展。要高度重视包装机械设计人员的培训，真正形成以虚拟技术为出发点的高层次包装机械设计人员，做到从周期、质量、水平上扩大包装机械设计的水平，创造出各种新式包装机械，在满足市场和商品需要的同时，促进包装机械产业的提升。
参考文献
[1]孙连胜，宁汝新，王新永.虚拟制造中生产线可视化设计[J].北京理工大学学报.2012（01）
[2]范秀敏，马登哲，严隽琪.面向生产工程的虚拟制造三视图体系及工程应用[J].机械工程学报.2010（01）
论文作者:熊正俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签：包装机械论文; 产品论文; 产品开发论文; 技术论文; 产品设计论文; 设计人员论文; 产业论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;