时间：2023-03-02 15:01:51
导语：在虚拟技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
1.1虚拟化技术的定义。在计算机领域中的虚拟化技术是指计算机内的元件进行抽象化的运行，而不是在真实的环境中进行操作。虚拟机软件（简称VM）可以将计算机内的服务器、应用程序等都分隔开，每一个虚拟机都有各自的虚拟化的硬件、软件、桌面等，这样可以在各自的硬件上安装不同的应用程序和操作系统，应用程序就可以独立运行而不受干扰，计算机的资源利用效率也得到显著提高。另外，每一个VM机都设置了不同的访问限制、IP地址、应用程序等，所以每一个独立的虚拟机的运行和一个实体的主机的运行差别不大。
1.2虚拟化技术的发展趋势。随着网络技术的发展，虚拟化技术已经逐渐深入到各个行业领域中，不断改变计算机运行管理模式。虚拟化技术可以对计算机的服务器进行虚拟化，也可以将计算机不同网络的软件和硬件资源信息整合成一个虚拟化的整体。一直以来，刀片服务器都是应用在数据中心的固定服务器，而如今，随着虚拟化技术的提高，刀片服务器受到网口接口限制和VM限制，很多企业已经不再会选择刀片服务器了。近年来，随着多核系统以及云计算的不断发展，虚拟化技术已经逐渐应用在商业市场中。虚拟化技术不仅降低了计算机运行成本，而且系统的安全性也得到保障。
2虚拟化技术的优点
2.1虚拟化技术可以在线转移服务器中的文件。用户可以根据自己的需求对应用了虚拟化技术的计算机进行拷贝或者转移文件，这是因为计算机的每一个独立的虚拟机都会形成一个目录，计算机的系统可以升级成统一的版本，计算机内的数据是连续且可转移的。虚拟机器的在线转移可以使虚拟机在开机状态下持续地提供服务，将一台虚拟机内的信息转移到另一个服务平台中。
2.2虚拟化技术可以提高服务器的利用效率以及降低成本。随着计算机网络科技的水平不断提高，越来越多的企业采用计算机来推广和管理产品，因此，对计算机服务器的要求也越来越高。采用虚拟化技术的服务器可以分隔成独立的服务器，不同的软件可以在不同的操作系统下自由的运行。将虚拟化技术应用到计算机领域中可以整合不同服务器的资源，计算机服务器的利用效率也受到很大的提高。
2.3虚拟化技术可以使计算机系统维持在相对安全的环境中。传统计算机的软件以及应用平台都是基于同一个服务器和操作系统的，不同的软件对操作系统的兼容性不一，而且一旦受到攻击时整个计算机将无法正常使用。而运用了虚拟化技术的计算机将主机分隔成若干个独立的系统，当某一系统不能正常运作时并不会影响到其他的系统。这样可以确保其他的系统不受到干扰而正常运行，使计算机维持在一个相对安全而稳定的环境中。另外，平时可以对系统文件进行备份，一旦子系统崩溃时可以在较短时间内恢复正常。
3虚拟化技术在医疗信息管理中的应用
3.1虚拟机种类的选择。常用的虚拟机软件有三种，分别是VMwareWorkstation（简称VMware）、MicrosoftVirtualPC（简称VPC）和VirtualBox（简称VBox），其中，VMware的功能最为强大。VMware可以对team进行虚拟化，还可以对虚拟机添加注释说明。（1）VMware服务器可以创建服务器并对其进行编辑和运行，另外，它还可以运行VirtualPC产品的虚拟机。VMware服务器具有远程控制管理的功能，运行过程中需要得到基层操作系统的支撑，不能充分利用计算机的硬件资源。（2）VMwareESX服务器的硬件在初始化时可以将本身的Linux系统替换掉，并且提供了很多例如远程控制台的管理界面。这种服务器可以更好地控制虚拟机对资源的分配以及较少了管理的成本，系统的安全性能也得到很大的提高。（3）VMwareWorkstation是VMware公司最畅销的软件之一，该软件包含一个X86的虚拟机套装，每个虚拟机可以独立运行windows、Linus等操作系统。VMwareWorkstation不支持远程管理功能，而且处理效率相对较低，所以这种版本的软件可以在学习或者测试的环境下使用。
3.2医院可以运行的信息系统。（1）医嘱传输系统是医院的主要业务系统，它是其他所有系统的支架。医嘱传输系统主要用在急诊部门、住院部门和行政管理部门中，采用AIX服务器操作系统，数据库采用的是Oracle。医嘱传输系统具有自动更新升级的功能，系统管理员将新的更新文件程序上传到FTP服务器后，医嘱传输系统的程序在启动时就会检测到新版程序信息，程序会自动完成下载和安装的过程。（2）医院实验室信息系统的软件开发商和OCS不同，它采用的是SQLserver数据库。这种系统可以将患者的检验样本经过仪器的检测后计算出相关检测数据，通过网络技术将检验报告传到医生工作的计算机中，这样医生可以及时、快捷的看到病人的检查结果。（3）医学影像归档与通信系统（PACS）可以对图像进行存储和处理，它是PACS系统的主要组成部分。医学影像归档与通信系统采用的是SQLServer数据库，是基于JAVA系统运行的。该系统需要利用数据库中间表来和OCS系统进行数据传输和交换。
3.3虚拟化系统在医院中的实际运用。（1）医嘱传输系统（OCS）是将医嘱信息进行数字化，医院的其他任何诊疗信息都是源自医嘱信息。在医嘱信息经过一系列传输过程后会产生一定的诊疗结果和治疗费用，因此，医嘱传输系统在医院日常业务管理中具有重要的作用。医嘱传输系统能够提高医院的工作效率，提高了工作的安全性以及稳定性。（2）PACS和LIS主要涉及专门的就诊工作，因此需要和相关的医疗设备进行数据传输，而且PACS系统的数据传输量很大。因此，PACS和LIS也是属于医疗系统中的关键部分，在运行过程中应该采用独立的存储设备以及专门的服务器。（3）在医疗系统中还存在其他的业务系统，这些系统包括医院内部的邮箱服务、医保信息服务、挂号和缴费服务等等。这些系统采用的数据库各有不同，服务器的配置也不高，运行时只占用少量的空间。
4结束语
Abstract： Through the statistical analysis on four aspects of papers' published year， involving fields， research agencies and the first author which is related to study virtual prototype technology application included in Chinese sci-tech periodical database of VIP， this paper summarized the research condition of application of virtual prototype technology in nearly 10 years， and found that the research institutions of application of virtual prototype technology focus on colleges and universities， and suggested enterprise should apply virtual prototype technology actively to improve their market competitiveness.
关键词： 虚拟样机技术；论文统计；计量分析
Key words： virtual prototyping technology；paper statistics；quantitative analysis
中图分类号：C53 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0312-02
0 引言
虚拟样机技术是上世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。设计人员在计算机上建立能够反映产品特性的样机模型，用样机模型代替物理样机在各种工况下进行仿真试验和分析，测试和评估产品的整体性能，进而不断改进和优化样机模型的设计，直至获得最优设计方案后，再制造物理样机[1]。虚拟样机技术改变了传统的产品研发和设计思想，极大地降低了产品研发和设计的技术风险和开发成本，缩短了研发周期，提高了产品性能，加速了新技术向产品转化的开发、研制与使用过程。进入21世纪以来，虚拟样机技术及其应用在发达国家已经获得重大进展，被广泛地应用于各个不同领域。世界众多著名的制造公司在生产开发过程中都广泛采用虚拟样机技术，设计、装机、测试都在计算机中模拟完成，保证了产品一次试制成功[2]。虚拟样机技术的应用，使企业能够以最低的成本快速推出产品，迅速抢占国际市场，提高了企业的市场竞争力，为企业带来巨大的经济效益和社会效益。
本文依托“维普中文科技期刊数据库”这一平台，通过对2003～2012年10年期间与虚拟样机技术相关的期刊论文的检索，采用论文计量学方法，对虚拟样机技术的应用研究论文进行统计分析，概括和总结我国虚拟样机技术的应用研究状况，以期为虚拟样机技术今后在我国更广泛地推广应用提供参考。
1 数据来源及分析方法
本文以维普中文科技期刊数据库收录的期刊论文为统计分析源，以2003～2012年为时间条件，以“全部期刊”为期刊范围，以“虚拟样机”为题名或关键词进行全部专业论文的检索，经过整理汇总，删除重复论文后共计2508篇。通过EXCEL将整理后的论文数据套录成数据库，采用论文计量学方法对论文的发表年份、涉及领域、研究机构以及第一作者等四个方面进行统计分析，概括和总结近10年来我国虚拟样机技术的应用研究状况[3]。
2 统计分析结果
2.1 虚拟样机技术应用研究论文年份统计分析 从图1和表1可以看出我国虚拟样机技术应用研究论文数量的增长态势。2003年至2009年期间，论文数量逐年增加，2004年和2005年，论文数量增加的幅度最大，之后增加幅度在逐年减小，2009年论文数量达到顶峰。这表明，2003年至2009年，我国虚拟样机技术应用研究发展得比较快，并取得了大量的研究成果。但是，从2010年开始，论文数量较大幅度减少，特别是2012年，论文数量减少到152篇。产生这种现象的原因有可能是近三年对虚拟样机技术相关的应用研究力度减小，也有可能是相关研究论文的产出以及中国学术期刊库的收录有一定时滞性[4]。
2.2 虚拟样机技术应用研究涉及领域统计分析 笔者对研究主题涉及到我国航空航天、国防军工、汽车与发动机、工程机械、矿产机械、农业机械、机器人与机械手、教育等领域的论文数量进行统计，结果显示，我国虚拟样机技术应用研究涉及各个领域，部分论文同时涉及多个领域，论文涉及领域分布情况见图2。论文产出居前三位的领域是汽车、工程机械、机器人，这表明，随着汽车、工程机械、机器人领域近十年来的迅猛发展，虚拟样机技术应用研究在这些领域中也取得了不斐的成果。
2.3 虚拟样机技术应用研究机构统计分析 在2508篇论文中，没有署名作者单位的共有23篇。笔者将论文作者的工作单位分为本科院校、科研院所、企业和大专院校四类研究机构，统计结果见表2。发文数量最多的机构是本科院校，为2145篇，科研院所、企业和大专院校发文数量分别为419篇、368篇、117篇，其中科研院所、企业、大专院校与本科院校作者合著的论文数量分别为280篇、244篇、46篇，本科院校的发文数量远远高于其他机构。这充分显示，本科院校是虚拟样机技术应用研究的主要机构。
2.4 虚拟样机技术应用研究论文作者统计分析 根据论文第一作者发文数量的统计结果可知，无作者数据的论文10篇，大部分作者1至2篇，发文数量排列前10位的作者见表3，其中，七位是本科院校的教授或讲师，二位是博士研究生，只有一位是科研院所的高级工程师，由此可见，本科院校的教授和教师是虚拟样机技术应用研究的中坚力量。
3 结论与建议
从“中国学术期刊网络出版总库”检索及分析结果可以看出，2003～2012年10年期间，我国虚拟样机技术应用研究发展迅速，至2009年达到顶峰，近年又逐渐回落；应用研究涉及领域极为广泛，研究成果比较多的是汽车、工程机械、机器人领域；应用研究的主要机构是本科院校，应用研究的主要群体是本科院校的学者和教师。本文的检索分析结果不一定能够全面反映我国虚拟样机技术应用研究状况，但从一个侧面反映了我国虚拟样机技术的应用研究机构和群体比较单一。
虚拟样机技术问世之后，得到许多发达国家制造商的高度重视，立即将这一先进制造技术引入企业的产品开发中，取得了很好的经济效益。我国是一个制造大国，虚拟样机技术的应用研究，不应仅在本科院校，不应仅有本科院校的学者和教师，更应广泛推广到企业和科研院所，让广大企业和科研院所的技术人员参与研究和应用。
面对日益激烈的市场竞争，我国企业应积极主动充分利用虚拟样机技术，减小产品的技术风险，缩短产品的研发周期，降低产品研发的成本，提高产品的性能，从而增强企业的产品开发能力，提高我国企业在世界制造业中的地位和市场竞争力。此外，虚拟样机技术的研究专家也应加强向企业推广虚拟样机技术，推动这一先进制造技术在我国企业和科研院所的普及和应用。
参考文献：
[1]郭卫东.虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[2]熊光楞，李伯虎，柴旭东.虚拟样机技术[J].系统仿真学报，2001，（1）：114-117.
1.1实验室教学任务繁重，教学机械容易发生故障。由于计算机实验室承载着全校的计算机公共课、专业课等课业教学的任务，机械工作量大，负荷超重，致使硬件设备经常产生问题。
1.2计算机硬件设施的更新速度跟不上计算机软件的更新。为了适应不同年级不同教学内容的需求，计算机软件多种多样，且经常更新，甚至一台计算机中安装多个操作系统，但是相较于软件的更新速度，计算机硬件由于长期得不到更新，则导致了计算机无法正常运行新版的软件，从而给实验教学带来负面的影响。
1.3教学资金和现有设备的性能不足，限制了一些具有前沿性的实验内容。随着科学技术的迅速发展，并行计算机技术、多媒体技术等新兴技术更新速度，若是没有充足的资金就无法购买先进设备，相关的实验课程更无从谈起。
1.4计算机品牌、型号多样、计算机的配置差别很大。学校的计算机一般都是分批次购买的，购入较早的计算机硬件设施就会比较老化，配置也比较低，故障频发的计算机设备会严重影响教学质量，学校又不能一次性大批量的进行换购，因此在逐渐更新换代的过程中，计算机的品牌、型号和配置等都会产生较大的差别，计算机硬件种类的不同，对设备维护工作加大的难度，也会使实验教学中的实验结果产生差异。
1.5一些具有危险性或破坏性的实验无法在计算机上进行。在高校计算机实验教学中，一些具有危险性或破坏性的实验教师一般会采取课堂演示的形式进行教学，例如CMOS设置，硬盘分区及格式化，安装操作系统，CPU的超频，克隆软件的使用或者网络攻防实验等等，以降低计算机损坏甚至整个系统崩溃的风险。
2、虚拟技术
虚拟技术自起源以来都备受各个领域的关注，尤其是在2007年至今，虚拟技术更是得到了飞跃性的增长。虚拟机能够像一台物理计算机一样自行运行自身的操作系统和应用程序，并且借助其虚拟化的特点，可以在单台物理机上运行多个虚拟机。虚拟机凭借全然由软件组成的优势，其行为完全类似于一台物理计算机，它包含自己的虚拟（基于软件实现的）CPU、内存、硬盘和网卡。操作系统无法分辨虚拟机与物理机之间的差异，应用程序和网络中的其他计算机也无法分辨，这也使得虚拟机更加具有真实性。尤其是在经济态势紧张的大环境下，具有节省成本、降低能耗、便于管理等优势的虚拟技术更加得到了各行各业的青睐。例如银行、医院和通讯领域等，VMware，Xen等虚拟化软件的应用都已趋于成熟，标准化和服务器整合得到了最大化的利用。随着虚拟化工作在高等教育领域中的深入，图书馆、实验室、还有一些高校也纷纷在工作、教学中融入了虚拟技术，并且在应用中颇有成效。
3、虚拟技术在计算机实验教学中的应用
针对上文中分析的计算机实验教学中存在的不足，下面将通过虚拟技术从四个方面对解决这些不足进行探讨。
3.1利用虚拟技术开设具有前沿性和实践性的虚拟化实验课程。诸如计算机组成原理，计算机安全，多操作系统交互，可编程数字电路，并行计算技术，集群技术，多核编程技术等实验课程是无法在目前实验室设备上进行的。将现有X86计算机的硬件资源（包括CPU、RAM、硬盘和网络控制器），利用VMware虚拟技术，创建功能齐全、可像“真实”计算机一样运行其自身操作系统和应用程序的虚拟机，把以前无法在真实计算机上开设的实验课程转移到虚拟机上进行。这种虚拟化的转换突破了计算机硬件设施的限制，使实验课程的内容更加丰富更加具有时效
3.2有效利用虚拟技术能够降低计算机实验教学的成本，提高实验教学的效率和质量。在严峻的经济环境下，高校实验设备的预算更加有限，如何顾全成本、资源和时间三个方面的同时，提高计算机实验教学的质量，可以通过利用VMware虚拟技术，创建一个适用于所有Windows应用程序的虚拟PC环境，减少硬件需求量提高现有资源的利用率，改进教学环境和教学效果。
3.3虚拟技术能够在计算机实验教学中起到降低能耗的作用。现在大多数服务器和台式计算机在开启后仅有5-15%的时间处于使用状态，而大多数X86硬件在空闲状态下仍需消耗正常工作负载所需电量的60-90%。VMware虚拟技术具有高级资源和内存管理功能，可实现15：1甚至更高的整合率，可将硬件利用率提高到多达85%。完成虚拟化后，分布式电源管理（DPM）会监控整个计算机的利用率，并智能地关闭不需要的物理服务器，而不会影响应用程序和用户。虚拟技术可以极大地减少能耗，同时又不会降低可靠性和功能完整性，对高校计算机实验教学的结果一致性和准确性具有可靠的保障作用。
3.4虚拟技术对于高校建设符合学生特点的计算机实验教学体系提供了方便的途径，为高校教育改革工作起到了推动作用。具有完善的教学体系才能够最大化的发挥出计算机实验教学的作用，虚拟技术作为计算机实验教学中的重要部分，对高校建设良好的教学体系，针对学生特点进行教学，以及促进学生学习积极性，提高计算机实验教学的效率和质量，都具有积极广泛的实践意义。
4、结束语
随着经济的全球化与信息的社会化，市场竞争日益激烈，产品竞争已经由传统的价格竞争转化为技术含量的竞争，高科技产品成为市场的主流，创新成为企业发展的灵魂。为了适应新的市场变化，企业必须以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本和最优的服务来满足不同用户的需求。面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性，对市场需求的变化做出快速反应。为此，探索新的设计制造方法是企业生存的最重要手段。
随着信息技术的迅猛发展，出现了一些先进的设计制造技术，现代设计制造技术的发展方向就是不断吸收现代科学技术，实现设计制造技术的数字化、功能化、智能化和网络化。虚拟技术已成为当今最活跃的制造业设计技术，它的发展，促进了虚拟制造(VitrualManufacturing)的形成和发展，为机械产品的设计、加工、分析以及生产的组织和管理提供了一个虚拟的仿真环境，从而在计算机上“组织”和“实现”生产，在实际投产前对产品的可制造性等方面进行评估，保证一次成功生产，从而降低生产成本，减少上市时间，快速响应市场，提高企业竞争能力。
1虚拟制造的内涵及其分类
1.1虚拟制造的内涵
随着制造业技术的飞速发展，人们对制造的内涵也有了全新的、更全面的认识。制造是指按照市场需求，运用知识和技能、借助工具、采用有效的方法、将原材料转化为最终产品并投放市场的全过程。虚拟制造(VitrulaManufacturingVM)是指利用计算机模型和仿真来实现产品的设计和生产的技术，它以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术和高性能的计算机、高速网络为支持，在计算机上群组协调工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验以及企业各级过程管理与控制等产品制造的本质过程。“虚拟制造”虽不是实际的制造，但却实现实际制造的本质过程，它在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能通过模型来模拟和预估未来产品的形态、功能、性能以及可加工性等方面可能存在的问题，从而可以做出前瞻性的决策和优化实施方案，从而使制造技术发展到全方位预报阶段。虚拟制造是实际制造在计算机上的本质实现，它是各种计算机辅助技术面向产品全生命周期的集成化综合运用。
实际制造具有对物质、信息、能源进行转换的功能，即投人原材料、生产、信息、电力等能源，制造出所需的产品及与产品相关的信息。虚拟制造是将实际生产中的“物质”和“能源”信息化，针对实际生产系统中的信息及被信息化的“物质”和“能源”实现与实际生产在信息上的等价交换，虚拟制造虽然没有制造出实际产品，但却生成了有关产品的信息以及制造产品所需的信息。
1.2虚拟制造的分类
虚拟制造既涉及到与产品开发制造有关的活动，又包含与企业组织经营有关的管理活动。根据所涉及的范围及工程活动类型，可将虚拟制造分为三类：以设计为核心的虚拟制造；以生产为核心的虚拟制造；以控制为核心的虚拟制造。
1）.以设计为核心的虚拟制造。以设计为核心的虚拟制造将制造信息引人设计过程，利用仿真来优化产品设计，从而在设计阶段就可以对零件甚至整机进行可制造性分析，包括加工工艺分析、热力学分析、动力学以及运动学分析等。主要解决“设计出来的产品是什么样”的问题，以便对产品各方面性能进行仿真与评估；
2）.以生产为核心的虚拟制造。以生产为核心的虚拟制造将仿真技术溶人生产过程模型，以此来评估和优化生产过程，以低费用快速评价不同的工艺方案、资源需求计划、生产计划等。主要解决“这样组织生产是否合理”的问题，以便对生产过程进行仿真，对各个生产计划进行评估；
3）.以控制为核心的虚拟制造。以控制为核心的虚拟制造将仿真技术加到控制模型和实际处理中，实现基于仿真的最优控制。充分利用计算机的强大功能将传统的各种控制仪表、检测仪表的功能数字化，对生产线的优化等生产组织和管理活动进行仿真。主要解决“如何去控制”的问题。
2虚拟制造的特点
与实际制造相比，虚拟制造具有其本身的特点：
1）.虚拟性。虚拟制造不是真实的制造过程，不生产实际的产品、不消耗真实的材料与能源，是通过数字化手段来对真实制造过程进行动态模拟以实现制造的本质过程；
2）.基于数字化模型的集成。虚拟制造过程依赖于模型，涉及到的模型有产品模型、过程模型、活动模型和资源模型。通过这些数字化模型在计算机上的集成，实现对产品的设计、制造、测试、装配等操作，而不再做对传统的原型样机的反复修改；
3）.支持敏捷制造。由于整个过程的信息存储在计算机内，能够根据用户需求或市场的变化快速改型设计，快速投人生产，能够大幅度压缩开发新产品的时间、提高质量、降低成本；
4）.分布合作。借助于计算机网络，虚拟制造可使分不在不同地点、不同部门的不同专业人员对同一个产品模型同时工作，相互交流，实现信息共享，减少大量文档生成及其传递的时间和误差，从而使产品开发更快捷、优质、低耗地响应市场变化；
5）.仿真结果的高可信度。虚拟制造就是通过模型的验证、效验等仿真技术来检测设计出的产品或制订出的生产规划，使得产品开发或生产组织一次成功，所以它能真实地反应实际对象。
3虚拟制造的关键支撑技术
虚拟制造借助于虚拟环境中获取的各种信息，集成和综合了可运行制造的环境，用来改善从装配产品的概念设计到动态仿真的各个阶段。虚拟制造技术涉及面很广，如环境构成技术、过程特征抽取、集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交叉功能、决策支持工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。其中后三项是虚拟制造的核心技术。
3.1虚拟现实技术
虚拟现实(VirtualRealityVR)技术是美国JaronLanier于1989年首次提出的，该技术的内涵是由计算机直接把视觉、听觉和触觉等多种信息合成，并提示给人的感觉器官，在人的周围生成一个三维的虚拟环境。从而把人、现实世界和虚拟空间结合起来，融为一体，相互间进行信息的交流和反馈。虚拟现实技术或由它构建的系统，最重要的特征在于沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)和构想性(Imagination)。
虚拟现实技术综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备，在计算机上生成可交互的三维虚拟环境。虚拟现实系统(VRS)由人机接口、软件技术、虚拟实现的计算平台等部分组成。利用VRS可以对真实世界进行动态模拟，通过用户的交互输人，并及时按输出修改虚拟环境，使人产生身临其境的沉浸感觉。
3.2建模技术
虚拟制造系统是现实制造系统在虚拟环境下的映射，是现实制造系统的模型化、形式化和计算机化的抽象描述和表示。虚拟制造系统的建模包括生产模型、产品模型和工艺模型。
(1)生产模型。可归纳为静态描述和动态描述两个方面。静态描述是对系统生产能力和生产特性的描述，给出产品设计方案的可能性；动态描述是对系统动态行为和状态的描述，进而预测产品生产的全过程；
(2)产品模型。产品模型是制造过程中，各类实体对象模型的集合。对虚拟制造系统来说，要使产品实施过程中的全部活动集成，就必须具有完备的产品模型，即产品模型描述的信息既包含产品结构、产品形状特征等静态信息，还包含能够进行干涉检查，各项性能分析等方面的动态信息，是能够通过映射、抽象等方法提取产品实施中各活动所需所有信息的模型；
(3)工艺模型。将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来，以反应生产模型与产品模型之间的交互作用。工艺模型必须具备以下功能：计算机工艺仿真、制造数据表、制造规划、统计模型以及物理和数学模型。
3.3仿真技术
仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在分析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。由于仿真是以系统模型为对象的研究方法，借助于计算机的快速运算能力，可以用很短时间模拟实际生产中需要很长时间的生产周期，因而可以缩短决策时间，避免资金、人力和时间的浪费，并可重复仿真，优化实施方案。
仿真的基本步骤为：研究系统、收集数据一建立系统模型*确定仿真算法*建立仿真模型神运行仿真模型*输出结果并分析。虚拟制造系统中的产品开发涉及到产品建模仿真、设计过程规划仿真、实际生产过程行为仿真、装配过程仿真、检验过程仿真等，以便对设计结果进行评价，实现设计过程早期反馈，减少或避免产品设计错误。
4虚拟制造技术的现状分析
尽管虚拟制造技术近年来在国际上取得了迅速的发展，但是目前还缺乏从产品设计全过程的高度开展虚拟制造的研究，集中体现在以下方面。
4.1基于集成的数字化产品模型技术尚处于概念阶段
(1)CAD模型中的产品信息含量太低。CAD模型是在产品的设计过程中形成的，很多信息(几何的非几何的)需要记录在其中，它是重要的数据源。在虚拟制造中，很多分析模型需要从CAD模型中提取相应信息。然而目前的CAD模型主要是从几何实体的角度描述产品，远不能全面的描述产品，能够提供的共享信息太少；
(2)现有的CAD模型无法支持产品的概念设计。产品的全新设计要经过概念设计、详细设计、产品工艺规划及制造几个过程，而CAD模型只支持产品的详细设计；
(3)缺乏良好的产品信息重用机制。由于目前各应用软件间的产品数据交换主要是通过专用的数据接口来实现，这种转换也是同一问题数据的简单映射，无法实现模型间数据的自动转换和衍生，无疑增加了虚拟制造产品开发的复杂性。
4.2产品创新支持工具尚不充分
(1)缺少创新设计支持系统。产品创新设计是一门综合性科学，需要新技术、新材料、新工艺的支持。虚拟制造的环境为创新设计提供了很好的运行机制，但是还需进一步组织开发创新设计的支持系统；
(2)缺乏将知识与虚拟制造结合的工具。知识可以创造革新产品和新技术，产品创新注重知识。但是由于知识表达与组织的复杂性与重要性，如何将其与虚拟制造的数字化产品结合起来是一个有待解决的难题；
(3)缺少交互式外形设计技术与虚拟制造的集成工具。
目前，虚拟制造被认为是最有发展前景的产品创新技术。如何解决将有关产品整体定位、外观设计的交互式外形设计技术引人到产品虚拟制造中并与之有机地集成起来尚需进一步研究。
4.3产品数字化技术
(1)基于产品数据管理(PDM)与其他软件的集成问题。产品数字化的核心是PDM技术的应用，目前，出现了各种版本的PDM软件，但是缺乏标准，由此造成了PDM软件与其他应用系统的集成问题。在虚拟环境下，各专业、各部门人员基于同一产品模型协同工作，必须解决PDM与其他应用软件的集成；
(2)虚拟产品开发的产品数据组织体系。虚拟产品开发方式生成的产品数字样机的产品结构树既要反映产品设计阶段的构造层次结构、产品的装配顺序，还要反映生产流程，制造部门可以直接根据产品数字样机进行制造。因此，研究适合虚拟产品开发的产品数据组织体系是切实必要的；
(3)与数字化产品模型相关数据的组织和管理。
产品的数字化包括建立产品的数字模型及其相关的性能指标，包括结构分析、运动学分析、动力学分析、热力学分析的结果，为产品的定型提供理论依据，并对产品性能进行改造。如何有效地解决数据的组织和管理，使之有效地适合虚拟制造的需要是目前研究的热点。
4.4制造过程仿真建模方法和技术
基于物理模型的制造过程仿真技术已经得到广泛应用，但建模方法与建模技术仍未有突破性进展。
(1)虚拟加工工具有待完善。目前已有很多商品化软件可以进行“可加工性”评价，但虚拟制造还需研究开发大量的虚拟加工分析工具，如具有切削力分析功能的加工过程仿真系统等；
(2)虚拟装配的基础理论研究。虚拟制造对虚拟配中的公差分析与综合技术还缺乏理论基础，在模型的生成以及对ISO公差标准、形位公差的支持方面还存在很多问题，迫切需要解决；
(3)装配工艺规划的进一步研究。目前基于虚拟装配工艺规划的研究存在很大的局限性，主要是指:仅考虑沿坐标轴方向的平移，装配运动方式过于简单；偏重于几何计算，工程语意知识的利用有待加强；装配顺序的选择标准不够广泛和统一；
(4)虚拟测试技术研究。虚拟测试是成功运用“虚拟产品开发”技术的关键环节，也是必不可少的。当所有环节计算机化后，测试和效验环节就成为影响效率的重要因素。
1.1虚拟现实
1989年美国的J．Lanier最早提出虚拟现实技术（VirtualReality，缩写为VR）又称灵境技术或幻境技术，是专家学者们公认的能促使21世纪社会发展巨大变化的几大技术之一[2]。在期刊《国际虚拟现实》上，虚拟现实的含义为：使人可以操纵其内的物体，犹如身临其境，它是一个虚拟世界的计算机系统[3]。
1.2虚拟农业的概念
虚拟农业(VirtualAgriculture)是从虚拟现实、虚拟植物建立，用虚拟现实技术与可视化技术模拟植物，在计算机上土壤物质的吸附，迁移，排放的成长过程中表达的遗传物质异化、同化的计算机虚拟现实，采取人为干预，对这些过程中各种应激作用条件下的研究[4]。具有交互操作、易现实的特点，它是农业信息化重要研究领域之一。
1.3虚拟农业的优势
虚拟农业的优势主要体现在3个方面:一是模拟农药从喷雾器中喷出后的空间运行轨迹以确定农药的最佳喷施方法；二是判别植物群体精确定量化研究利于计算植物群体空间中光通量精确值；三是通过改变植物形状与叶子形态让害虫无处藏身、觅食，以此减少害虫侵害从中找到最佳栽培方式。虚拟农业技术甚至能直观地研究复杂的生态系统，如农田、森林等，从中发现难以观察到的规律。结合生物学技术，为植物基因改良以及植物株型设计提供依据，加强人们对植物生命和植物生理的了解。
1.4虚拟农业的意义
虚拟农业由于虚拟对象不同，与之相对应的系统也不同。但都涉及虚拟对象，虚拟环境，认知水平以及相互间的作用关系等，是农业知识与现代化信息技术的综合体现。尽管虚拟农业的过程非常复杂，但它彻底改变了传统的教学方式和科研方法，为发展农业带来了巨大的经济效益。虚拟农业改变了中国乃至全世界几千年凭传统经验的种植模式，它是一个定量化的研究过程。它不仅可以模拟作物满足最大经济效益产量时的株型，为作物育种工作指明方向。还可以最大程度缩短育种年限，能在几秒钟内完成模拟作物生长的全过程。虚拟农业可以模拟不同作物和同种作物之间的间作、连作、套作等相互作用、交互影响，为作物合理耕种、合理搭配提供理想的规划。虚拟农业的模拟使课堂学习形式更形象化、直观化。从而使学生们以及各位学者更好的掌握、理解现代农业知识。经济效益方面，虚拟农业替代了现实生活中难以实现的费力、费时的试验。在过去的几十年里，虚拟植物的研究与应用已经有了长足发展并取得了相当大的成就。新西兰Holt开发出虚拟几维果树系统，能几秒钟摸拟出植物的发芽、生长、抽枝、展叶、开花、结果、果实成长等整个生长周期，不用费长时间实地种植即可观察分析。还可以计算出虫咬叶片后所向果实输送糖量受到的影响。在农业科技推广和教育教学领域，与其他智能化农业软件系统相结合，可建立虚拟农场，可直观生动的对农田、森林等复杂的生态系统研究，从而探索科学规律和奥秘。还可以通过改变环境条件和栽培方式，观测植物生长过程及最终结果[5]。从而节约大量的物力，人力。近年来，虚拟现实技术在农业领域的研究越来越重要。从虚拟植物，虚拟环境的探索和研究可以看出，虚拟现实技术将被广泛应用于农业领域，并带来新的理念和技术，为农业生产和农业科学的发展提供新途径。
2虚拟农业技术的应用
2.1虚拟实验
虚拟实验是指借助于虚拟现实、多媒体与平台仿真等技术，在计算机上营造部分替代、可辅助的，甚至是全部替代的传统实验，以及其各种操作环节相关的软件与硬件操作环境，使实验人员犹如在真实环境中一样实验各种项目，将得到的实验效果完全等价甚至是优越于真实环境中所取得的效果[6]。虚拟实验注重的是实验过程的交互与实验结果的真实性，它建立在虚拟实验平台之上，开展虚拟实验教学不仅能够突破传统实验的“时、空”限制，而且能有效缓解大部分高校普遍面临的实验器材陈旧、型号落后、设备不足等方面的困难和压力。从而使老师和学生们随时随地通过键盘鼠标进入虚拟实验室，进行各种实验，操作各种仪器，以此提高实验教学质量[7]。
2.2虚拟育种
要想获得高产的农作物，必须具有合理的株型。早期的育种工作，技术人员都是选择在大田中完成的。而现在的育种工作，是利用虚拟农业技术结合生物技术在实验室里模拟育种的，并且还可以培育出新品种，最后通过大田实验做检验。以玉米为例，株型对作物的品质、产量等影响很大。从已知的品种出发，找出它们与品质、产量等关系，构建合理的数学模型。如每亩株数、每株穗数、秸秆的高度、穗长等，按照最佳株型，不仅可以确定育种方向，而且还可以减少资金浪费，节约大量的时间，从而提高育种效率[8]。
2.3虚拟温室
随着科学技术的发展，虚拟温室的开发与研究应运而生。虚拟温室是将模型、数据、材料、高级算法与物理属性整合而成的研究平台。它是将环境学与物理学相结合，进行研究温室对外界环境的各种反应，并且能够显示、观察与打印其结果[9]。虚拟温室与虚拟飞行器、虚拟驾驶器等相类似，其科研的意义及价值不言而喻。温室的智能化与动态研究及虚拟植物的自适应研究，都可以应用虚拟温室完成。即真实的温室由虚拟温室来再现。需要研究的内容非常丰富，实验教学也能从虚拟环境中获益。使用户通过改变虚拟环境规则，在各种“环境”中进行实验和学习。虚拟温室作为综合的实验平台，可以研究和试验温室特性及规律。其优势在于为实际生产提供一种交互的、可靠的、可重复操作的参考平台，从而为生产决策服务。
2.4虚拟农场
用计算机技术来模拟农作物生长，被知名人士称作虚拟农场。在计算机屏幕上，进行三维模拟植物的构造与生长，不仅能显示出作物所具有的性状，还可以改变作物的栽培方式。从而直接观看玉米发芽、生长、抽枝、展叶、开花、结果等整个生长周期，无需长时间实地种植就可以观测分析。作物的生长过程可以分解成这些重复部件生长过程的总和。在教育、教学及农业科技推广领域，用虚拟植物构建虚拟农场，让学者们在计算机屏幕上直接观测作物的整个生长周期与最终结果。如虚拟种植作物，虚拟田间管理等，从而使学者们快速地掌握农田管理技术。
2.5虚拟果树修剪
虚拟果树修剪技术为广大学者掌握先进的修剪技术提供了一种新途径。它是模拟果树管理措施中的重要技术[10]。对调控果品产量以及提高果品质量有非常重要的作用。然而，在技术推广和实际生产中存在两大难题：一是果树修剪技术人员相对短缺；二是普及修剪技术有一定难度。再加上错误的修剪具有不可逆性，总是带来不可弥补的损失。以至于严重影响到果业的可持续发展。因此，普及和推广果树修剪技术是至关重要的工作。
2.6虚拟立体农业
虚拟立体农业主要是摸拟光资源作物间的套作管理。一方面，在光资源模拟中，叶片分布状态对光辐射产生影响，在蒸腾作用与光合功能的共同作用下会产生变异；另一方面，光合产物的分配与生产也决定了各部分的生长速度，以及植株下一时段的形态结构[11]。因此，利用计算机图形学建立植物三维模型，模拟光线在植物冠层内反射、传输及透射等，并参照光资源量就能精确计算出每一叶片的光截获值，从而实现对立体农业管理。
2.7虚拟都市农业
简言之，都市农业是把农业的生活、生产、生态等结合为一体的产业。对都市农业的模拟主要体现在三方面：（1）为实现最好景观，对建筑周边的田园景观设计及整体规划；（2）都市农业的结构安排、空间布局，以及农业消费、生产与流通；（3）周边地带与都市化地区农业的合理搭配。从而实现农业发展与城市需求相互促进、相互依存、相互补充的一体化关系。
2.8虚拟教学和农业科技推广
在科普教育、教学和农业科技推广领域，与其他智能化系统软件联结，使学者在计算机上进行虚拟农业管理和种植虚拟作物，通过改变栽培方式和环境条件，能多个角度观测作物动态生长状态、生长过程以及最终结果[12]。尤其是农业科技推广领域，这种效果更容易使学者接受、掌握先进的农田管理技术，从而提高农业科技的现代化进程。
3虚拟农业的发展趋势
3.1虚拟农作物
虚拟农作物就是利用虚拟现实技术，以植物个体或群体为研究对象，在计算机上模拟作物在三维空间中的生长发育过程[13]。是数学、植物学、计算机图形学和虚拟现实技术等交叉学科。它不仅能够提供作物生长的空间规律反映植物的形态结构，还可以摸拟生产管理以及探索出植物生长的规律和奥秘。利用虚拟植物技术，研究者可以在计算机屏幕上设计农作物，并进行农作物育种。利用可视化技术与面向对象程序设计思想进行作物建模。它对于构建植物形态、探索农作物理想模型、虚拟教学甚至园林设计等方面有非常重要的应用[14]。虚拟农业的研究对象不同，系统结构也不相同。图l为虚拟农作物结构。虚拟现实技术的“沉浸式交互环境”给用户带来了临场感与真实感的体验。运用此技术，能几秒钟摸拟出作物的发芽、生长、抽枝、展叶、开花、结果、果实成长等整个生长周期，不用费长时间实地种植即可观察分析。甚至能直观地研究复杂的生态系统，如农田、森林等，从中发现难以观察到的规律。因其具有便于交互操作、易控制、真实感强等特点，而得到广泛的应用。
3.2虚拟农作物的模型研究
虚拟农作物建模的目的是通过模拟研究对象的发生、发展过程，为发现规律，解释现象，揭示机理，预测未来等提供有用工具[15]。以作物为研究对象的几何模型是作物建模，它是用来构建能直接反映现实世界中实物对象的数学模型。建模的最终目的是使科研人员的研究手段、方法更准确、快捷。进行作物仿真，研究其形态变化特征以及进行三维形态模型的数据分析。三维重构法对作物建模是先采用仪器收集作物空间数据，再通过编写程序调用一些数据，以此实现农作物的三维模拟。随着仪器精度的不断完善，模拟的农作物逼真性也越来越高。农作物个体的生长都具有持续、自主、主动的属性，与环境的交互则具有应激性。通常是由地上部分和地下部分构成。地上部分的根、茎、叶、花及果实与空间环境交互；地下部分的根与土壤环境之间交互[16]。作物器官间交互、协作生长：相同作物个体间是竞争关系，不同作物个体间则竞争与协作关系。人作为外部调控机制，把作物体与器官以及环境间的关系抽象为模型库和知识库，通过修改环境因素参数，观察虚拟农作物的生长过程，从而达到教育教学、科研等目的。图2为虚拟农作物系统模型结构。从天气数据库中提取环境因素中的天气参数；用灌溉、施肥专家数据库实施调控水分与养分参数。其中，模拟农作物生长的必需参数是每日气象要素（如温度、湿度、太阳辐射、风速以及降雨量）。
4结束语
切削加工仿真技术的发展动向包括两个方面，其一是开发NC仿真软件，借以显示刀具运动轨迹，并判断刀具、刀夹与工件及其夹具是否产生干涉。
在进行立铣加工时，最基本的任务是切除刀具切削刃包络面通过部分的被加工材料，使保留下来的部分成为已加工面。完成这类加工所用的软件应包括如下内容：刀具、刀具夹头、工件、夹具等的协调，机床主轴的构成及其可工作的范围，能真实地仿真机床和刀具的动作等。特别是近几年来，由于五坐标切削加工的不断增加，在实际加工前应进行NC仿真的重要性日益突出。这类NC仿真软件中，有不少软件具有极为优异的性能，如可从金属切除体积计算出加工效率；根据金属切除体积来判断切削加工是否产生过载；如果负荷固定，由于进给速度过高而产生过载，仿真软件可调整进给速度，防止过载产生，并可缩短切削加工时间等。
切削加工仿真技术的另一发展动向是研究解析切削加工过程中的物理现象，如被加工材料因塑性变形而产生热量，被切除材料不断擦过刀具前刀面形成刀屑后被排出，以及由刀具切削刃切除不需要的材料而在工件上形成已加工面等，并将这一系列切削过程通过计算机模拟出来，目前能达到这种理想目标的产品还为数不多。Thirdwavesystems公司的“advantedge”是采用有限元法对切削加工进行特殊优化解析的软件产品，与用于构造解析的有限元法程序包比较，其最大优点是用户界面优良，机械加工的技术人员能方便地进行解析。美国scientificformingtechnologies公司的“deform”是锻造等塑性变形加工用有限元法解析程序包，最近已被转用于切削加工。
切削过程是切屑、被加工材料的弹性变形和塑性变形的变形过程，与冲压、锻造等塑性变形比较，变形速度（单位时间产生的变形量）非常大，由此产生的塑性变形能量和前刀面上由摩擦产生的能量将引起发热，从而使温度大幅度升高，刀尖在连续而狭小的范围使被加工材料破坏、分离成切屑和已加工面等，这是切削过程的显著特征。而这些现象彼此间存在复杂的相互影响。
如果用有限元解析方式，需输入下列内容：被加工材料特性及摩擦状态等物理特性；切削条件及刀具形状等边界条件。通过有限元解析刚性方程，可输出切削力、剪切角、切削温度等带有切屑生成状态特征的量化参数，在此过程中，无需建立数学模型或提出假设。根据有限元解析的结果，还易于将切屑生成过程、应力、变形等物理量实现可视化。
要获得高精度解析结果，最为重要的输入内容是反映被加工材料应力——变形关系的材料特性，而材料特性的获取是极为费力的工作。今后，随着计算机功率的增大，这种切削过程的物理仿真技术将会逐渐普及。能否迅速普及的关键在于能否及时向用户提供所需的被加工材料的材料特性。
按需开发切削加工仿真技术软件
目前，许多科技人员正在进行生产工程中最基础的切削加工技术的研究，其中多数研究的目的是在弄清楚加工现象的同时，对加工过程进行预测。如果这些研究内容实现了系统的计算机软件化，就意味着能形成一个切削仿真技术软件。如东京农工大学机械学院的实验室就正在进行几种预测性的有关切削加工仿真技术软件的研究。工艺流程和实用仿真采用了横向和纵向相匹配的研究体系，横向与产品设计到加工工序相对应；在纵向上越往上，实用性越好，往下则不仅是实用性，还包括加工现象的解析和实现可视化。
1．刀具信息数据库和解析仿真技术并用的切削条件选择系统
在实际的切削过程中，不应照搬工具厂提供的推荐切削条件，而应根据机床、工具系统、工件装卡等具体情况，反复进行试切削来修正切削条件。同时还应将过去加工中积累的行之有效的参考数据输入数据库，在有效利用这些数据的同时，借助解析方法使切削条件达到最佳化；对于没有参考数据的新的切削加工，则应开发与此相关的切削条件选择系统。该系统中把振动、加工精度、刀具升温、刀具寿命、残余应力等设定为解析内容，在解析的基础上，就能选择出最佳的刀具和调整切削条件。
本系统的数据大致分为三个部分：刀具信息数据、工具系统组成、切削条件。在切削条件中可积累有效的切削加工技术参数。
本文拟用图例表示平头立铣刀加工的最佳铣削效率和最佳化侧面的形状误差。根据数据库选择所需刀具和刀夹，预测由立铣刀和刀夹的弯曲度及卡头和主轴锥度结合部分的旋转变化所导致的加工误差。切削力的预测采用刀尖处的切削力乘以比切削抗力的模式。这是一种最简便的的方法，但却得到了切削力波形与实测值一致的良好结果。计算出每一瞬间由切削力引起的刀具挠曲量，将其和形成已加工面的切削刃位置的位移相连就能得到已加工面的形状。与大规模有限元法的计算比较，计算时间是非常少的，输入刀具信息和切削条件信息，就能容易地仿真加工误差。
尽管数据库里已具有确实适应的切削加工条件，人们仍希望进一步减少加工误差，提高加工效率。实例表明，用这种仿真和实现最佳化方式来修正切削条件是完全可能的。
2．立铣刀加工时的刀具温度
近年来，高速铣削已很普遍，由经验得知，它适用于小切深、大进给的铣削条件，而把握最佳条件却相当困难。铣削加工与车削加工不同，前者属于断续切削，在加工过程中，刀具升温和冷却高速地反复进行。由于热传导给刀具－切屑接触部分是断续进行的，必须根据这一特征来解析刀具温度的变化。热传导量对预测精度影响很大，但不需要对切屑生成状态的变形和热解析相联系进行大规模计算，因此可快速获得解析结果。切削速度、切深、进给的组合将影响最高温度，当加工效率一定时，提高进给速度，刀具温度就会降低，温度降低往往会使进给速度的提高达到极限，而提高进给速度，加工表面就会变得粗糙。因此，如果能很好地平衡粗糙度和温度的关系，就能够选择到两者相互平衡的切削条件。
3．用有限元法进行切削过程的物理仿真
在用有限元法进行切削过程的物理仿真中，作为切削条件输入的内容包括：切削速度、切削厚度、刀具前角、刀具后角、工件材料特性等。对这些参数进行解析后，就能获得切削力、切屑形状、刀具和切屑上的温度分布、应力分布、形变分布、残余应力分布等物理特性输出结果。
1.1非法授权访问
非法授权访问是指有些人利用调试计算机程序和熟练编写程序的技巧非法获得了对企业、公司或个人网络文件的访问权限，侵入到其内部网络的一种违法犯罪行为。其侵入的目的主要是为了取得使用系统的写作权、存储权和访问权另外存储内容的权限，进而作为其进入其他系统的跳板，甚至蓄意破坏这个系统，最终使得其丧失服务的能力。
1.2自然威胁因素
对于自然威胁，可能是由自然灾害、电磁辐射、网络设备自然老化和恶劣的场地环境等引起的。这些偶然因素可能也会直接或间接影响到计算机网络的安全。
1.3计算机中病毒的威胁
所谓计算机病毒是指在计算机的程序中插入能破坏计算机数据和功能，并影响计算机的正常使用且能自我进行复制的一组指令或代码。如常见的蠕虫病毒，就是利用计算机中应用系统和操作程序中的漏洞对其进行了主动的攻击。此病毒在具有高破坏性、高传播性和隐藏性极好的病毒通病的同时，也具有自己特有的一些像只存在于内存之中，从而对网络造成拒绝服务，以及会和黑客技术相结合的特征。除此之外，还有一些常见的极具破坏性的病毒，例如，意大利香肠病毒，有宏病毒等。
1.4木马程序和后门的威胁
在最早的计算机被侵入开始，黑客就发展了“后门”这一技术，并利用这一技术，他们可以多次进入系统。后门的功能有：使管理员丧失阻止种植者再次进入该系统的权利；提高了种植者在系统中的隐蔽性；减少种植者非法进入系统的时间。木马，又被称作特洛伊木马，是后门程序中的一种特殊形式，是一种能使黑客远程控制计算机的工具，具有非授权性和高隐蔽性的特点。木马中一般有两个程序，一个是控制器的程序，另一个是服务器的程序。
2虚拟网络的定义及其主要技术
2.1何为虚拟网络技术
所谓虚拟网络技术，就是一种专用网络技术，即在公用的数据网络中搭建出私有的数据网络。用户能在虚拟专用网络中，对专有的局域网进行虚拟，保证在不同地点的局域网中做到如同一个局域网络一样，以此来保证数据的安全传输。
2.2虚拟网络中的主要技术
虚拟专用网络所采用的技术主要有：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和身份认证技术。其中最为重要的核心技术就是隧道技术和加解密技术。①隧道技术。其传播时是以数据包的形式对数据进行传播，不可能出现稳定的网络数据通道。但在其技术方面中，隧道技术就是将局域网数据包进行重新的封装。在此过程中，在数据包中要将路由信息添加进去，能确保在封装后的数据包在两个虚拟专用网络中通过互联网的形式进行传递，数据包在互联网中的编辑路径就被称为隧道。②加解密技术。上面讲到的隧道技术是仅仅应用于两点间的数据封装和传输。如果没有加解密技术，若是虚拟专用网络中传输的数据包被恶意破坏的人所拦截，里面的内容就会被盗取。加密技术作为系统安全的一把钥匙，是确保网络安全的重要手段。加密技术对信息进行加密的操作就是把原来的为明文件按照某种算法进行处理的变为一段不可读的代码，称之为“密文”使其在输入密钥之后，才能显示内容的一种信息编码形式。因而，加密技术对虚拟专用网络技术而言，同样很重要。③密钥管理技术。如何确保在传递公用数据时在互联中能够安全进行，是密钥管理技术的重要任务。④身份证认证技术。是在虚拟网络技术中比较常见的一种认证技术，经常采用的方式是为密码和使用者的名称进行认证。
3计算机网络安全中虚拟网络技术的应用
3.1在企业合作客户和企业间虚拟网络技术的应用
企业合作客户和企业间经常要共享很多的数据，但同时企业又不希望企业合作客户对企业内部的所有网络的数据进行访问。因此，企业可以将要与企业合作客户需要共享的数据存放在数据共享的文件夹中，通过信息防火墙隔断企业的内部数据，其企业的合作客户在登陆了虚拟专用网络客户端后，才能对此共享文件进行访问，且不会访问企业内部间的数据。
3.2在远程分支部门和企业部门间虚拟网络技术的应用
此应用的范围也被叫做企业虚拟局域网。通过在计算机上的虚拟网络技术，将分布在各地的分支性企业机构在局域网内进行连接，在最大程度上确保企业信息在网络中的信息资源共享，此种局域网较适用于跨区域性或是跨国间的企业经营模式。硬件式的虚拟专用网络网管是在虚拟网络技术中比较常见的，它能将加密的密钥存放在企业的内存中，具有高速度的加密性，而且此种技术不易使密钥发生损坏。由于是用于专门优化企业网络信息的传输模式，故其效率要比软件的虚拟网络技术要高得多。
3.3在远程员工进而企业网之间虚拟网络技术的应用
网络虚拟技术在此种模式中的应用又被叫做远程访问式虚拟网络技术。在应用的方式上主要是采购人员和企业销售人员共同在企业系统中传入信息，以此实现远程员工和其他企业间的信息与资源共享。其应用的具体步骤是：以企业总部作为虚拟专用网的中心连接点的连接方式，在企业内部设置一台具有网络虚拟功能的防火墙，当做是企业的互联网出口的网关，移动的业务网点和办公用户需通过虚拟网络客户端进行登陆，在此方式下进入防火墙设备中，并充分结合防火墙中复合型的虚拟网络设备，是现在较为广泛使用的一种虚拟网络接入的设备，具有高安全性和低成本性的优势。
4虚拟网络技术在计算机网络安全中的应用效果及发展趋势
虚拟网络技术在结合了企业信息化与宽带技术下，在计算机网络信息安全方面取得了良好的效果，企业的信息和资源安全得到了最大程度上的保障。随着虚拟网络技术的不断成熟，有关产品的安全性、可靠性和稳定性会得到更大程度上的提高。截至目前为止，电信行业逐渐处于低迷的状态，虚拟网络技术正慢慢成为计算机网络安全信息中的新亮点，而且虚拟网络技术在市场上所占据的市场份额也在逐年上升。在各类虚拟网络技术的产品中，结合防火墙软件的虚拟网络技术产品和复合型的网络技术产品逐渐成为计算机网络中的热点。
5结语
虚拟专用网络技术，顾名思义，就是一种保护计算机网络安全运行的技术。这项技术对于信息管理、信息存储、企业信息通路和高校的电子图书馆等当中的信息安全管理有着重要的作用，尤其是对于企业的财务管理有着重要的作用。同时，由于虚拟专用网络技术具有高效简化的特点，所以可以优化传统的财政模式当中的资金使用量，而且还减少了技术人员的工作量，和学校、企业和单位等的信息载体方面的财力物力等的支出，减少了线路的铺设，这样使得高难度的线路铺设问题通过虚拟网络专用技术得到解决，降低了工作难度。同时，虚拟专用网络技术还具有简单易操作、设备简便等特点，应用人群范围比较大众化，所以虚拟网络技术以其独有的优势在如今的信息化时代的市场竞争中保持着绝对的优势，发展前景是非常广阔的，已经成为各大公司和企业构建公司竞争力的技术软实力中最为重要的一部分。
2虚拟专用网络的主要技术
2.1加密技术
加密技术是虚拟专用网络技术中最为核心的技术，对数据资料的保护主要依赖于这项技术，同时，加密技术也是对隧道技术的一种保护，下文我们将介绍隧道技术的相关方面。要是没有精密的加密技术的保护，一些不良网络用户，例如黑客等，就会侵入用户的计算机，窃取用户重要的个人资料、数据包和财务信息等，对用户造成严重的损失。现在，网络犯罪屡见不鲜，网络已经成为一些掌握电脑技术的犯罪人员最为便捷的窃取钱财的途径之一，给社会和个人都带来了非常不好的影响，所以，虚拟专用网络中的加密技术已经成为一项不可获取的技术，对保护用户的数据等资料起到非常重要的作用，对于数据的保护不容有失。
2.2隧道技术
隧道技术是虚拟专用网络中最为核心的技术之一。主要是将网络上的数据资料以数据包或是压缩包的形式进行传播，避免了单个或是零散的数据在传播的时候，数据易于丢失的风险。因为完全安全稳固的网络信息通道是不可能存在的，所以在网络信息安全中应用隧道技术就是将局域网的数据包进行重新包装，将数据再封装一次，为数据的安全多添加一项保障。所以这项技术就是需要把数据重新加载到数据包当中去，保证数据包可以在互联网之中顺利传播，这项对数据进行重新包装或是编辑的过程，就叫做隧道技术，在虚拟专用网络技术中有着很重要的作用，在网络信息安全中的应用也最为普遍。我们每天在发邮件的时候基本都会用到这项技术。
2.3身份认证技术
身份认证技术在网络信息中是一项非常重要的技术，现在越来越常见，例如：现在的支付宝都要求实名认证、火车票购票也需要实名认证，在银行办理业务的时候，基本都会用到用户的实名资料，在我们用支付宝或是网银付款的时候，一般银行都会发来短信验证，这些都是通过身份认证技术来保护我们的个人信息和财产安全。在现在的电商发展越来越普遍的现状下，这种技术的发展前景必将是十分广阔的，这是社会和时展的必然趋势。
2.4密钥管理技术
密钥管理技术由SKIP和ISAKMP组成，在保护用户数据在互联网的安全传播中起着很大的作用。SKIP技术是对Diffie法则进行利用，使得密钥在互联网之间进行不公开的传播，隐秘性较好，但是，ISAKMP中，密钥的传播是公开的，人人都可以获取，因此需要小心谨慎的使用。
3虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用
3.1远程分支和企业部门之间的应用
通过企业的局域网，可以将企业位于不同地方的分支和企业的各个部门之间联系起来，实现公司的数据资源共享和企业信息的安全共享。例如现在大型企业一般都会召开远程会议来共同谈论公司的大小事项，这种远程会议能得以召开就是通过公司局域网之间的数据共享实现的，不但省时省力，方便轻松，还有利于企业各部门之间的联系和发展，增强企业的影响力，企业的网络信息也得以优化和提升。
3.2远程员工和企业网间的应用
远程员工和企业局域网之间的互动被称之为远程访问式虚拟专用网络技术，通过这种技术可以实现公司各个分支之间的联系，有利于远程员工和企业总部之间的信息实时传输。成本低廉，信息还具有高效的安全性。
3.3企业和供应商、合作伙伴之间的联系
企业和许多供应商或是合作伙伴可能都不在同一个地方，如果见面洽谈商务可能需要耗费大量时间和财力，因此，通过虚拟网络进行远程谈判是一个不二选择，所以虚拟网络专用技术的应用很大的提高了企业工作的高效性。
4结束语
[关键词]虚拟财产 法律属性 继承 立法
[中图分类号]D920.4 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2016）06-0015-02
随着现代科技的不断发展，网络作为重要的生活工具渗透到了千家万户，从而不可避免地引发了或多或少的网络纠纷。从QQ可否继承的争议到淘宝皇冠网店如何继承的问题，随后以互联网为载体的虚拟财产继承争议接踵而至，而这也从另外一方面反映了网络虚拟财产的继承具有广泛的利益性和社会需求，将网络虚拟财产纳入继承法范畴是现实发展的必然要求。
一、网络虚拟财产的概述
（一）网络虚拟财产的内涵
网络虚拟财产是指存在于与现实具有隔离性的网络空间中、以网络空间为载体，能够用现有的度量标准衡量其价值的数字化新型财产，其中具有比较普遍认知性的包括淘宝店铺、Q币、游戏装备等，此类财产是网民用自己的时间、精力、金钱，在网络虚拟世界中买入的用来满足自己精神上需求或者用以获取收入的信息资源。网络虚拟财产具有以下几方面特征：
1.虚拟性
网络虚拟财产是一组电磁记录，是存储于一定的服务器上的电子数据。这些记录只能依赖于网络空间，它所表现出的形态也存在于网络世界中，是一种虚拟社会里的虚拟财产。它与现实世界的转换依靠它的其他属性来实现。
2.价值性
财产价值的大小取决于其所耗用的社会必要劳动时间的多少，财产应具有使用价值和交换价值，一般用货币这一商品来衡量其他商品的价值。网络虚拟财产如游戏账号的等级、淘宝店铺的信誉等这一般要耗用一定的时间去实现，同样也可以用与其相当的货币来衡量其价值。
3.时间性：网络虚拟财产有其存续的时间期限，但这种性质并不能阻断其作为财产的本质，比如债券、支票、本票等票证也是有时间期限的，但它们仍然是属于财物，其中的少数还属于现金等价物。
（二）网络虚拟财产的法律属性
从物权的属性上来看，传统的物权理论认为物权的客体应占有一定的空间并是有形的，即具有有形性和独立性的特征，但随着现代科学技术的发展，物呈现出不同的形态，既有有体物也有无体物。物的范围早已不限制在有形、有体的范围内，只要其具有法律上的排他支配可能性或管理上的可能性都可以被认定为物。现代各国的立法确认空间为物，便是物的概念扩张的结果。由此可见，物的概念是一个不断变动的过程，只要不危及物权体系的基本理念，对其中的个别部分进行修补都在允许的范围内。由此可见，虚拟财产虽然是无体物，但其仍然可以成为物权的客体。虚拟财产被归入物的范围，是时代的趋势，是社会的需求。
众所周知，网络用户拥有占有、使用、收益的权利，大多数还具有转让该用益物权的权利，而所有权仍归运营商所有。网络用户拥有以上权利是基于网络用户与网络运营商所签订的服务合同，网络用户在享有这些权利的同时对网络运营商也负有一定的义务。通常网络运营商会限制网络用户一些行为，要求网络用户遵守一些不作为义务。如果不履行义务，网络用户将丧失对虚拟财产的相关权利，这又表现出债权的属性。随着现代社会的发展，事物呈现出越来越复杂的关系，使得物权与债权的界限在某些场景下显得不够清晰，同时具备物权和债权的特征。可以看出，虚拟财产就具有这一特性，可以认定它属于一种新的混合型权利。
二、网络虚拟财产的可继承性
（一）虚拟财产不属于现行《继承法》的遗产继承范围
虽然虚拟财产可以成为物权的客体，但是它可否认定为我国继承法中的遗产呢？我国《继承法》第三条对遗产的范围作出了规定，即：“遗产是公民死亡时遗留的个人合法财产，包括：公民的收入；公民的房屋、储蓄和生活用品；公民的林木、牲畜和家禽；公民的文物、图书资料；法律允许公民所有的生产资料；公民的著作权、专利权中的财产权利；公民的其他合法财产。”我国的继承法对于遗产范围的规定采用了列举加兜底的方式，显然虚拟财产不属于前六种界定。那虚拟财产是否属于“公民的其他合法财产”？从《继承法》所列举的情况来看，被纳入遗产范围的财产既有有形的又有无形的。从这个角度来看，虚拟财产是可以被解释为公民的其他合法财产的。但是我国大多数虚拟物品纠纷案件被定性为侵犯通信自由或者是破坏计算机信息系统罪等而非盗窃罪，似乎又不承认其是合法的财产性权利。随着虚拟网络世界的丰富，由网络财产引发的纠纷时常可以看到，越来越多的虚拟物品迫切需要《继承法》作出新的界定以对其进行管理。
（二）网络虚拟财产可纳入继承法范围的理由
对于网络虚拟财产是归网络运营商所有还是用户所有目前有两种观点，一种认为归网络运营商所有，即网络账号及其附属物等一切都归网络运营商所有；另一种认为归网络用户所有，即账号归网络运营商所有，而由用户自己从零到有创建起来的付出劳动或金钱等有价值的虚拟财产则归用户所有，如Q币、网游装备、网店信誉等。笔者赞同后一种观点。网络运营商和用户通过自愿签订服务协议约定各自的权利和义务，网络运营商通过提供网络平台的相关服务，并享有收取一定服务费用等的权利；而用户负有支付费用等的义务，同时享有创建并使用平台账号等的相关权利。用户在使用账号的过程中所购买的Q币、装备等都是其花了一定的时间、精力、金钱等创建的属于自己的虚拟财产，这样的虚拟财产应属于用户的个人财产，用户对这一部分财产具有排他支配的权利，即使是网络运营商也不得随意干涉。
网络虚拟财产的组成成分是十分复杂的，它的继承并不是一概而论的。一个网络财产可能由很多份网络财产组成，就好像一组数据是由好几个程序有效运行而形成一样。对网络财产进行继承，首先要对其进行分割。将其分割成属于网络服务商和属于网络用户的两部分。这一标准可以遵循是否耗用了网络用户的劳动时间或者是网络用户是否付出了相应的对价，即在该虚拟财产初始状态下至它现在所呈现的状态间增值的部分。这一部分可按市场价来衡量其价值，没有市场价值就按双方协商的价格，双方无法协商就参照该网络虚拟财产相似的网络虚拟财产的最近一段时间的市场价格。另一类网络虚拟财产不具备财产意义上的增值部分，仅仅在该虚拟财产上增加了依附于具体人格的电子数据，如图片、文字、邮箱地址等。这一类财产的继承意义即安慰被继承者亲人的心灵的缺失，对他们具有不同的意义。有观点指出这类财产的继承会侵犯被继承者的隐私。隐私是仅对于有权利能力的人而言的，自然人的权利能力止于死亡，当自然人死亡时，权利能力终止，自然也就不存在侵犯其隐私的可能。可以将具有纪念意义的部分作为财产拷贝出来作为网络虚拟财产由继承人继承。
2012年由24岁淘宝女店主熬夜死亡而引起的淘宝店铺继承的讨论对我国现行的《继承法》造成了冲击。下面以淘宝为例分析虚拟财产的继承问题。根据2015年4月24日生效的《淘宝平台服务协议》第4.1条店铺管理中的第二款规定：“由于店铺转让实质为店铺经营者账户的转让，店铺转让的相关要求与限制请适用本协议3.2条账户转让条款。”根据该协议第3.2条规定：“由于用户账户关联用户信用信息，仅当有法律明文规定、司法裁定或经淘宝同意，并符合淘宝平台规则规定的用户账户转让流程的情况下，您可进行账户的转让。您的账户一经转让，该账户项下的权利、义务一并转移。”从以上两条规定可以看出，淘宝店铺的转移实质上是淘宝账号的转移，在有法律、司法裁定或者经淘宝同意的情况下，只要符合一定淘宝规定的程序条件，就可以进行转让。目前淘宝同意的转让有两种，即支持因离婚和继承的情况下进行店铺的过户。在过户的时候，账号的权利和义务一并继承。但是我国《继承法》并未明确将虚拟财产纳入继承遗产的范围内。然而这种需求是存在的，《继承法》应对其进行明确规范。
三、关于网络虚拟财产继承立法的构想
我国《继承法》自1985年实施以来已经有30年了，人们所拥有的财产形式从有形到无形，从单一化到多样化。随着虚拟财产问题日渐突出，现代化的财产形式有待于被法律认可。虚拟财产继承的客体表现为网络信息数据的数字信息或磁条记录，虚拟财产继承的主体是继承人。继承人在向网络运营商提供被继承人死亡证明、遗嘱等以及证明自己是继承人的材料后有权享有被继承人拥有的一切权利，如使用、下载、转让等，并对网络服务商负有被继承人应负有的一定义务，如给付一定的费用等。
那如何将虚拟财产纳入《继承法》的遗产界定范围中呢？目前关于界定遗产范围的规则，主要有三种立法模式：第一种是“正面概括加列举”模式，如我国《继承法》中规定遗产是公民死亡时遗留的个人合法财产，并列举了七类具体的财产形态（第3条和第4条）；第二种为“正面概括加反面排除式”模式，如依我国台湾地区“民法典”之规定，被继承人财产上之一切权利是遗产，专属于被继承人本身者除外；第三种为“正面列举式与排除式”相结合的模式，例如，在《葡萄牙民法典》中，列举了四类属于遗产的财产，并将基于性质或法律规定随主体死亡而消灭的排除在外（第2025条和第2069条）。由于现在的财产形态和财产关系随着社会的发展会不断地变化，采用正面列举恐怕无法跟上时展节奏，有些例外情形也难以规定。笔者认为第三种模式具有相对优势，既可以包含一定的例外情况，又能使公民有期待的可能性。把虚拟财产列入继承范围是迫切的，但是这又是需要等待的，将是一项长期任务。
【参考文献】
购物车(0)