我國是一個包裝機械大國，但我國包裝機械水平與國外先進水平相比還有很大差距。要提高我國包裝機械技術(shù)水平，就要在產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)制造上采用先進的方法。計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為實現(xiàn)這一目標提供了強有力的支持，許多新概念、新觀點應運而生，虛擬設(shè)計就是其中之一。虛擬設(shè)計技術(shù)是以計算機仿真和產(chǎn)品全生命周期建模為基礎(chǔ)，集計算機圖形學、人工智能、并行工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等諸多技術(shù)為一體，在虛擬條件下對產(chǎn)品進行構(gòu)思、設(shè)計、制造、測試和分析。它的顯著特點就是利用數(shù)字化模型一一虛擬產(chǎn)品來代替實物模型進行仿真分析，從而提供產(chǎn)品在時間、質(zhì)量、成本、服務(wù)和環(huán)境等多目標中的決策水平，達到全局優(yōu)化和一次性開發(fā)成功的目的[1]。

　　面向用戶的產(chǎn)品虛擬設(shè)計是適應產(chǎn)品多樣化的需求的有效手段，國內(nèi)外已有學者對此進行了研究。如J．Bernhard等研究并實現(xiàn)了一個基于Java3D技術(shù)的虛擬設(shè)計服務(wù)系統(tǒng)[2] ；山東大學周軍等詳細研究了生產(chǎn)線虛擬設(shè)計的設(shè)計原理、基本特征、體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計流程，并結(jié)合應用實例，建立了生產(chǎn)線的虛擬模型，可視化地仿真其運行狀態(tài)，能迅速地診斷出其瓶頸工序，有效地集成生產(chǎn)線的設(shè)計、仿真、分析、診斷、優(yōu)化和重組等功能[3]；天津大學高廣達等研究了模塊化虛擬設(shè)計系統(tǒng)的宏觀規(guī)劃、模塊的創(chuàng)成設(shè)計和接口設(shè)計，以及模塊化產(chǎn)品的快速虛擬創(chuàng)建技術(shù)和方案評價技術(shù)，并開發(fā)了數(shù)控機床虛擬模塊化設(shè)計平臺[4]。

　　將虛擬設(shè)計技術(shù)應用于包裝機械設(shè)計領(lǐng)域，在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、制造、預估產(chǎn)品性能及可加工性等，使得包裝機械的設(shè)計開發(fā)和制造技術(shù)從傳統(tǒng)的方法發(fā)展到一個嶄新的階段，使企業(yè)能夠?qū)κ袌鲂枨蟮淖兓�做出快速敏捷的反應，及時對自身的生產(chǎn)做出合理的調(diào)整與重新規(guī)劃，以最經(jīng)濟的成本和最短的開發(fā)周期，研制出適用的包裝機械系統(tǒng)或產(chǎn)品。

1包裝機械虛擬設(shè)計的開發(fā)環(huán)境

　　包裝機械虛擬設(shè)計的實現(xiàn)需要有一個合理的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。它能夠使設(shè)計、評價和產(chǎn)品更改在開發(fā)團隊里并行地進行，通過共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中的虛擬原型在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段建立橋梁。該環(huán)境可以用現(xiàn)有的CAD、CAE、CAM 工具和工程知識庫、模型庫來組建，利用計算機手段將產(chǎn)品的概念原型虛擬地產(chǎn)生出來，可利用交互仿真來評價該虛擬產(chǎn)品，并仿真和優(yōu)化其關(guān)鍵制造過程及費用。