如今，全球性的包裝機械行業(yè)都陷入了一個瓶頸，創(chuàng)新停滯不前，如何才能改變現(xiàn)狀呢？國際著名專家提出，需要對包裝機械虛擬設(shè)計進行探索。
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。
在并行工程中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在各個設(shè)計單元中動態(tài)地流動，如果沒有一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)，幾何模型、計算結(jié)果、輸入數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)都將產(chǎn)生多個備份，并且可能發(fā)生過時的數(shù)據(jù)被使用，這將浪費時間和費用。因此虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境應(yīng)有一個PDM 子系統(tǒng)，另外還要有虛擬設(shè)計和仿真分析兩個子系統(tǒng)。
PDM子系統(tǒng)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的核心，主要管理三維CAD模型數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開發(fā)過程；虛擬設(shè)計子系統(tǒng)可實現(xiàn)設(shè)計問題的定義和求解，并將原型化、仿真和評價階段產(chǎn)生的信息反饋給設(shè)計者，輔助設(shè)計決策；仿真分析子系統(tǒng)是通過定義合適的產(chǎn)品、過程和活動模型，集成原型與制造活動直接產(chǎn)生設(shè)計決策，并能仿真整個裝配過程，而且機器的運行時間和費用也可以利用企業(yè)的標準計算出來[5]。圖1 為包裝機械虛擬設(shè)計的開發(fā)環(huán)境。
產(chǎn)品開發(fā)過程中，設(shè)計概念確定以后，基本的設(shè)計模型表現(xiàn)為三維實體模型，即虛擬原型，可通過CAD 軟件實現(xiàn)，模型和相關(guān)信息存儲在PDM 系統(tǒng)中。利用實體模型進而可以創(chuàng)建分析模型，比如過程模型和活動模型等，實現(xiàn)過程設(shè)計、裝配仿真和虛擬測試，以及結(jié)構(gòu)、運動學(xué)和動力學(xué)分析等。
