時間：2023-03-02 15:01:51
導語：在虛擬技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1虛擬化技術的定義。在計算機領域中的虛擬化技術是指計算機內的元件進行抽象化的運行，而不是在真實的環(huán)境中進行操作。虛擬機軟件（簡稱VM）可以將計算機內的服務器、應用程序等都分隔開，每一個虛擬機都有各自的虛擬化的硬件、軟件、桌面等，這樣可以在各自的硬件上安裝不同的應用程序和操作系統(tǒng)，應用程序就可以獨立運行而不受干擾，計算機的資源利用效率也得到顯著提高。另外，每一個VM機都設置了不同的訪問限制、IP地址、應用程序等，所以每一個獨立的虛擬機的運行和一個實體的主機的運行差別不大。
1.2虛擬化技術的發(fā)展趨勢。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，虛擬化技術已經(jīng)逐漸深入到各個行業(yè)領域中，不斷改變計算機運行管理模式。虛擬化技術可以對計算機的服務器進行虛擬化，也可以將計算機不同網(wǎng)絡的軟件和硬件資源信息整合成一個虛擬化的整體。一直以來，刀片服務器都是應用在數(shù)據(jù)中心的固定服務器，而如今，隨著虛擬化技術的提高，刀片服務器受到網(wǎng)口接口限制和VM限制，很多企業(yè)已經(jīng)不再會選擇刀片服務器了。近年來，隨著多核系統(tǒng)以及云計算的不斷發(fā)展，虛擬化技術已經(jīng)逐漸應用在商業(yè)市場中。虛擬化技術不僅降低了計算機運行成本，而且系統(tǒng)的安全性也得到保障。
2虛擬化技術的優(yōu)點
2.1虛擬化技術可以在線轉移服務器中的文件。用戶可以根據(jù)自己的需求對應用了虛擬化技術的計算機進行拷貝或者轉移文件，這是因為計算機的每一個獨立的虛擬機都會形成一個目錄，計算機的系統(tǒng)可以升級成統(tǒng)一的版本，計算機內的數(shù)據(jù)是連續(xù)且可轉移的。虛擬機器的在線轉移可以使虛擬機在開機狀態(tài)下持續(xù)地提供服務，將一臺虛擬機內的信息轉移到另一個服務平臺中。
2.2虛擬化技術可以提高服務器的利用效率以及降低成本。隨著計算機網(wǎng)絡科技的水平不斷提高，越來越多的企業(yè)采用計算機來推廣和管理產(chǎn)品，因此，對計算機服務器的要求也越來越高。采用虛擬化技術的服務器可以分隔成獨立的服務器，不同的軟件可以在不同的操作系統(tǒng)下自由的運行。將虛擬化技術應用到計算機領域中可以整合不同服務器的資源，計算機服務器的利用效率也受到很大的提高。
2.3虛擬化技術可以使計算機系統(tǒng)維持在相對安全的環(huán)境中。傳統(tǒng)計算機的軟件以及應用平臺都是基于同一個服務器和操作系統(tǒng)的，不同的軟件對操作系統(tǒng)的兼容性不一，而且一旦受到攻擊時整個計算機將無法正常使用。而運用了虛擬化技術的計算機將主機分隔成若干個獨立的系統(tǒng)，當某一系統(tǒng)不能正常運作時并不會影響到其他的系統(tǒng)。這樣可以確保其他的系統(tǒng)不受到干擾而正常運行，使計算機維持在一個相對安全而穩(wěn)定的環(huán)境中。另外，平時可以對系統(tǒng)文件進行備份，一旦子系統(tǒng)崩潰時可以在較短時間內恢復正常。
3虛擬化技術在醫(yī)療信息管理中的應用
3.1虛擬機種類的選擇。常用的虛擬機軟件有三種，分別是VMwareWorkstation（簡稱VMware）、MicrosoftVirtualPC（簡稱VPC）和VirtualBox（簡稱VBox），其中，VMware的功能最為強大。VMware可以對team進行虛擬化，還可以對虛擬機添加注釋說明。（1）VMware服務器可以創(chuàng)建服務器并對其進行編輯和運行，另外，它還可以運行VirtualPC產(chǎn)品的虛擬機。VMware服務器具有遠程控制管理的功能，運行過程中需要得到基層操作系統(tǒng)的支撐，不能充分利用計算機的硬件資源。（2）VMwareESX服務器的硬件在初始化時可以將本身的Linux系統(tǒng)替換掉，并且提供了很多例如遠程控制臺的管理界面。這種服務器可以更好地控制虛擬機對資源的分配以及較少了管理的成本，系統(tǒng)的安全性能也得到很大的提高。（3）VMwareWorkstation是VMware公司最暢銷的軟件之一，該軟件包含一個X86的虛擬機套裝，每個虛擬機可以獨立運行windows、Linus等操作系統(tǒng)。VMwareWorkstation不支持遠程管理功能，而且處理效率相對較低，所以這種版本的軟件可以在學習或者測試的環(huán)境下使用。
3.2醫(yī)院可以運行的信息系統(tǒng)。（1）醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)是醫(yī)院的主要業(yè)務系統(tǒng)，它是其他所有系統(tǒng)的支架。醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)主要用在急診部門、住院部門和行政管理部門中，采用AIX服務器操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用的是Oracle。醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)具有自動更新升級的功能，系統(tǒng)管理員將新的更新文件程序上傳到FTP服務器后，醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)的程序在啟動時就會檢測到新版程序信息，程序會自動完成下載和安裝的過程。（2）醫(yī)院實驗室信息系統(tǒng)的軟件開發(fā)商和OCS不同，它采用的是SQLserver數(shù)據(jù)庫。這種系統(tǒng)可以將患者的檢驗樣本經(jīng)過儀器的檢測后計算出相關檢測數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡技術將檢驗報告?zhèn)鞯结t(yī)生工作的計算機中，這樣醫(yī)生可以及時、快捷的看到病人的檢查結果。（3）醫(yī)學影像歸檔與通信系統(tǒng)（PACS）可以對圖像進行存儲和處理，它是PACS系統(tǒng)的主要組成部分。醫(yī)學影像歸檔與通信系統(tǒng)采用的是SQLServer數(shù)據(jù)庫，是基于JAVA系統(tǒng)運行的。該系統(tǒng)需要利用數(shù)據(jù)庫中間表來和OCS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和交換。
3.3虛擬化系統(tǒng)在醫(yī)院中的實際運用。（1）醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)（OCS）是將醫(yī)囑信息進行數(shù)字化，醫(yī)院的其他任何診療信息都是源自醫(yī)囑信息。在醫(yī)囑信息經(jīng)過一系列傳輸過程后會產(chǎn)生一定的診療結果和治療費用，因此，醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)在醫(yī)院日常業(yè)務管理中具有重要的作用。醫(yī)囑傳輸系統(tǒng)能夠提高醫(yī)院的工作效率，提高了工作的安全性以及穩(wěn)定性。（2）PACS和LIS主要涉及專門的就診工作，因此需要和相關的醫(yī)療設備進行數(shù)據(jù)傳輸，而且PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量很大。因此，PACS和LIS也是屬于醫(yī)療系統(tǒng)中的關鍵部分，在運行過程中應該采用獨立的存儲設備以及專門的服務器。（3）在醫(yī)療系統(tǒng)中還存在其他的業(yè)務系統(tǒng)，這些系統(tǒng)包括醫(yī)院內部的郵箱服務、醫(yī)保信息服務、掛號和繳費服務等等。這些系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫各有不同，服務器的配置也不高，運行時只占用少量的空間。
4結束語
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.
關鍵詞： 虛擬樣機技術；論文統(tǒng)計；計量分析
Key words： virtual prototyping technology；paper statistics；quantitative analysis
中圖分類號：C53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）09-0312-02
0 引言
虛擬樣機技術是上世紀80年代隨著計算機技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項計算機輔助工程技術。設計人員在計算機上建立能夠反映產(chǎn)品特性的樣機模型，用樣機模型代替物理樣機在各種工況下進行仿真試驗和分析，測試和評估產(chǎn)品的整體性能，進而不斷改進和優(yōu)化樣機模型的設計，直至獲得最優(yōu)設計方案后，再制造物理樣機[1]。虛擬樣機技術改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)和設計思想，極大地降低了產(chǎn)品研發(fā)和設計的技術風險和開發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品性能，加速了新技術向產(chǎn)品轉化的開發(fā)、研制與使用過程。進入21世紀以來，虛擬樣機技術及其應用在發(fā)達國家已經(jīng)獲得重大進展，被廣泛地應用于各個不同領域。世界眾多著名的制造公司在生產(chǎn)開發(fā)過程中都廣泛采用虛擬樣機技術，設計、裝機、測試都在計算機中模擬完成，保證了產(chǎn)品一次試制成功[2]。虛擬樣機技術的應用，使企業(yè)能夠以最低的成本快速推出產(chǎn)品，迅速搶占國際市場，提高了企業(yè)的市場競爭力，為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
本文依托“維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫”這一平臺，通過對2003～2012年10年期間與虛擬樣機技術相關的期刊論文的檢索，采用論文計量學方法，對虛擬樣機技術的應用研究論文進行統(tǒng)計分析，概括和總結我國虛擬樣機技術的應用研究狀況，以期為虛擬樣機技術今后在我國更廣泛地推廣應用提供參考。
1 數(shù)據(jù)來源及分析方法
本文以維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫收錄的期刊論文為統(tǒng)計分析源，以2003～2012年為時間條件，以“全部期刊”為期刊范圍，以“虛擬樣機”為題名或關鍵詞進行全部專業(yè)論文的檢索，經(jīng)過整理匯總，刪除重復論文后共計2508篇。通過EXCEL將整理后的論文數(shù)據(jù)套錄成數(shù)據(jù)庫，采用論文計量學方法對論文的發(fā)表年份、涉及領域、研究機構以及第一作者等四個方面進行統(tǒng)計分析，概括和總結近10年來我國虛擬樣機技術的應用研究狀況[3]。
2 統(tǒng)計分析結果
2.1 虛擬樣機技術應用研究論文年份統(tǒng)計分析 從圖1和表1可以看出我國虛擬樣機技術應用研究論文數(shù)量的增長態(tài)勢。2003年至2009年期間，論文數(shù)量逐年增加，2004年和2005年，論文數(shù)量增加的幅度最大，之后增加幅度在逐年減小，2009年論文數(shù)量達到頂峰。這表明，2003年至2009年，我國虛擬樣機技術應用研究發(fā)展得比較快，并取得了大量的研究成果。但是，從2010年開始，論文數(shù)量較大幅度減少，特別是2012年，論文數(shù)量減少到152篇。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有可能是近三年對虛擬樣機技術相關的應用研究力度減小，也有可能是相關研究論文的產(chǎn)出以及中國學術期刊庫的收錄有一定時滯性[4]。
2.2 虛擬樣機技術應用研究涉及領域統(tǒng)計分析 筆者對研究主題涉及到我國航空航天、國防軍工、汽車與發(fā)動機、工程機械、礦產(chǎn)機械、農(nóng)業(yè)機械、機器人與機械手、教育等領域的論文數(shù)量進行統(tǒng)計，結果顯示，我國虛擬樣機技術應用研究涉及各個領域，部分論文同時涉及多個領域，論文涉及領域分布情況見圖2。論文產(chǎn)出居前三位的領域是汽車、工程機械、機器人，這表明，隨著汽車、工程機械、機器人領域近十年來的迅猛發(fā)展，虛擬樣機技術應用研究在這些領域中也取得了不斐的成果。
2.3 虛擬樣機技術應用研究機構統(tǒng)計分析 在2508篇論文中，沒有署名作者單位的共有23篇。筆者將論文作者的工作單位分為本科院校、科研院所、企業(yè)和大專院校四類研究機構，統(tǒng)計結果見表2。發(fā)文數(shù)量最多的機構是本科院校，為2145篇，科研院所、企業(yè)和大專院校發(fā)文數(shù)量分別為419篇、368篇、117篇，其中科研院所、企業(yè)、大專院校與本科院校作者合著的論文數(shù)量分別為280篇、244篇、46篇，本科院校的發(fā)文數(shù)量遠遠高于其他機構。這充分顯示，本科院校是虛擬樣機技術應用研究的主要機構。
2.4 虛擬樣機技術應用研究論文作者統(tǒng)計分析 根據(jù)論文第一作者發(fā)文數(shù)量的統(tǒng)計結果可知，無作者數(shù)據(jù)的論文10篇，大部分作者1至2篇，發(fā)文數(shù)量排列前10位的作者見表3，其中，七位是本科院校的教授或講師，二位是博士研究生，只有一位是科研院所的高級工程師，由此可見，本科院校的教授和教師是虛擬樣機技術應用研究的中堅力量。
3 結論與建議
從“中國學術期刊網(wǎng)絡出版總庫”檢索及分析結果可以看出，2003～2012年10年期間，我國虛擬樣機技術應用研究發(fā)展迅速，至2009年達到頂峰，近年又逐漸回落；應用研究涉及領域極為廣泛，研究成果比較多的是汽車、工程機械、機器人領域；應用研究的主要機構是本科院校，應用研究的主要群體是本科院校的學者和教師。本文的檢索分析結果不一定能夠全面反映我國虛擬樣機技術應用研究狀況，但從一個側面反映了我國虛擬樣機技術的應用研究機構和群體比較單一。
虛擬樣機技術問世之后，得到許多發(fā)達國家制造商的高度重視，立即將這一先進制造技術引入企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)中，取得了很好的經(jīng)濟效益。我國是一個制造大國，虛擬樣機技術的應用研究，不應僅在本科院校，不應僅有本科院校的學者和教師，更應廣泛推廣到企業(yè)和科研院所，讓廣大企業(yè)和科研院所的技術人員參與研究和應用。
面對日益激烈的市場競爭，我國企業(yè)應積極主動充分利用虛擬樣機技術，減小產(chǎn)品的技術風險，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品研發(fā)的成本，提高產(chǎn)品的性能，從而增強企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力，提高我國企業(yè)在世界制造業(yè)中的地位和市場競爭力。此外，虛擬樣機技術的研究專家也應加強向企業(yè)推廣虛擬樣機技術，推動這一先進制造技術在我國企業(yè)和科研院所的普及和應用。
參考文獻：
[1]郭衛(wèi)東.虛擬樣機技術與ADAMS應用實例教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003.
[2]熊光楞，李伯虎，柴旭東.虛擬樣機技術[J].系統(tǒng)仿真學報，2001，（1）：114-117.
1.1實驗室教學任務繁重，教學機械容易發(fā)生故障。由于計算機實驗室承載著全校的計算機公共課、專業(yè)課等課業(yè)教學的任務，機械工作量大，負荷超重，致使硬件設備經(jīng)常產(chǎn)生問題。
1.2計算機硬件設施的更新速度跟不上計算機軟件的更新。為了適應不同年級不同教學內容的需求，計算機軟件多種多樣，且經(jīng)常更新，甚至一臺計算機中安裝多個操作系統(tǒng)，但是相較于軟件的更新速度，計算機硬件由于長期得不到更新，則導致了計算機無法正常運行新版的軟件，從而給實驗教學帶來負面的影響。
1.3教學資金和現(xiàn)有設備的性能不足，限制了一些具有前沿性的實驗內容。隨著科學技術的迅速發(fā)展，并行計算機技術、多媒體技術等新興技術更新速度，若是沒有充足的資金就無法購買先進設備，相關的實驗課程更無從談起。
1.4計算機品牌、型號多樣、計算機的配置差別很大。學校的計算機一般都是分批次購買的，購入較早的計算機硬件設施就會比較老化，配置也比較低，故障頻發(fā)的計算機設備會嚴重影響教學質量，學校又不能一次性大批量的進行換購，因此在逐漸更新?lián)Q代的過程中，計算機的品牌、型號和配置等都會產(chǎn)生較大的差別，計算機硬件種類的不同，對設備維護工作加大的難度，也會使實驗教學中的實驗結果產(chǎn)生差異。
1.5一些具有危險性或破壞性的實驗無法在計算機上進行。在高校計算機實驗教學中，一些具有危險性或破壞性的實驗教師一般會采取課堂演示的形式進行教學，例如CMOS設置，硬盤分區(qū)及格式化，安裝操作系統(tǒng)，CPU的超頻，克隆軟件的使用或者網(wǎng)絡攻防實驗等等，以降低計算機損壞甚至整個系統(tǒng)崩潰的風險。
2、虛擬技術
虛擬技術自起源以來都備受各個領域的關注，尤其是在2007年至今，虛擬技術更是得到了飛躍性的增長。虛擬機能夠像一臺物理計算機一樣自行運行自身的操作系統(tǒng)和應用程序，并且借助其虛擬化的特點，可以在單臺物理機上運行多個虛擬機。虛擬機憑借全然由軟件組成的優(yōu)勢，其行為完全類似于一臺物理計算機，它包含自己的虛擬（基于軟件實現(xiàn)的）CPU、內存、硬盤和網(wǎng)卡。操作系統(tǒng)無法分辨虛擬機與物理機之間的差異，應用程序和網(wǎng)絡中的其他計算機也無法分辨，這也使得虛擬機更加具有真實性。尤其是在經(jīng)濟態(tài)勢緊張的大環(huán)境下，具有節(jié)省成本、降低能耗、便于管理等優(yōu)勢的虛擬技術更加得到了各行各業(yè)的青睞。例如銀行、醫(yī)院和通訊領域等，VMware，Xen等虛擬化軟件的應用都已趨于成熟，標準化和服務器整合得到了最大化的利用。隨著虛擬化工作在高等教育領域中的深入，圖書館、實驗室、還有一些高校也紛紛在工作、教學中融入了虛擬技術，并且在應用中頗有成效。
3、虛擬技術在計算機實驗教學中的應用
針對上文中分析的計算機實驗教學中存在的不足，下面將通過虛擬技術從四個方面對解決這些不足進行探討。
3.1利用虛擬技術開設具有前沿性和實踐性的虛擬化實驗課程。諸如計算機組成原理，計算機安全，多操作系統(tǒng)交互，可編程數(shù)字電路，并行計算技術，集群技術，多核編程技術等實驗課程是無法在目前實驗室設備上進行的。將現(xiàn)有X86計算機的硬件資源（包括CPU、RAM、硬盤和網(wǎng)絡控制器），利用VMware虛擬技術，創(chuàng)建功能齊全、可像“真實”計算機一樣運行其自身操作系統(tǒng)和應用程序的虛擬機，把以前無法在真實計算機上開設的實驗課程轉移到虛擬機上進行。這種虛擬化的轉換突破了計算機硬件設施的限制，使實驗課程的內容更加豐富更加具有時效
3.2有效利用虛擬技術能夠降低計算機實驗教學的成本，提高實驗教學的效率和質量。在嚴峻的經(jīng)濟環(huán)境下，高校實驗設備的預算更加有限，如何顧全成本、資源和時間三個方面的同時，提高計算機實驗教學的質量，可以通過利用VMware虛擬技術，創(chuàng)建一個適用于所有Windows應用程序的虛擬PC環(huán)境，減少硬件需求量提高現(xiàn)有資源的利用率，改進教學環(huán)境和教學效果。
3.3虛擬技術能夠在計算機實驗教學中起到降低能耗的作用?，F(xiàn)在大多數(shù)服務器和臺式計算機在開啟后僅有5-15%的時間處于使用狀態(tài)，而大多數(shù)X86硬件在空閑狀態(tài)下仍需消耗正常工作負載所需電量的60-90%。VMware虛擬技術具有高級資源和內存管理功能，可實現(xiàn)15：1甚至更高的整合率，可將硬件利用率提高到多達85%。完成虛擬化后，分布式電源管理（DPM）會監(jiān)控整個計算機的利用率，并智能地關閉不需要的物理服務器，而不會影響應用程序和用戶。虛擬技術可以極大地減少能耗，同時又不會降低可靠性和功能完整性，對高校計算機實驗教學的結果一致性和準確性具有可靠的保障作用。
3.4虛擬技術對于高校建設符合學生特點的計算機實驗教學體系提供了方便的途徑，為高校教育改革工作起到了推動作用。具有完善的教學體系才能夠最大化的發(fā)揮出計算機實驗教學的作用，虛擬技術作為計算機實驗教學中的重要部分，對高校建設良好的教學體系，針對學生特點進行教學，以及促進學生學習積極性，提高計算機實驗教學的效率和質量，都具有積極廣泛的實踐意義。
4、結束語
隨著經(jīng)濟的全球化與信息的社會化，市場競爭日益激烈，產(chǎn)品競爭已經(jīng)由傳統(tǒng)的價格競爭轉化為技術含量的競爭，高科技產(chǎn)品成為市場的主流，創(chuàng)新成為企業(yè)發(fā)展的靈魂。為了適應新的市場變化，企業(yè)必須以最快的上市速度、最好的質量、最低的成本和最優(yōu)的服務來滿足不同用戶的需求。面對不可預測、持續(xù)發(fā)展、快速多變的市場需求，企業(yè)的生產(chǎn)活動必須具有高度的柔性，對市場需求的變化做出快速反應。為此，探索新的設計制造方法是企業(yè)生存的最重要手段。
隨著信息技術的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了一些先進的設計制造技術，現(xiàn)代設計制造技術的發(fā)展方向就是不斷吸收現(xiàn)代科學技術，實現(xiàn)設計制造技術的數(shù)字化、功能化、智能化和網(wǎng)絡化。虛擬技術已成為當今最活躍的制造業(yè)設計技術，它的發(fā)展，促進了虛擬制造(VitrualManufacturing)的形成和發(fā)展，為機械產(chǎn)品的設計、加工、分析以及生產(chǎn)的組織和管理提供了一個虛擬的仿真環(huán)境，從而在計算機上“組織”和“實現(xiàn)”生產(chǎn)，在實際投產(chǎn)前對產(chǎn)品的可制造性等方面進行評估，保證一次成功生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，減少上市時間，快速響應市場，提高企業(yè)競爭能力。
1虛擬制造的內涵及其分類
1.1虛擬制造的內涵
隨著制造業(yè)技術的飛速發(fā)展，人們對制造的內涵也有了全新的、更全面的認識。制造是指按照市場需求，運用知識和技能、借助工具、采用有效的方法、將原材料轉化為最終產(chǎn)品并投放市場的全過程。虛擬制造(VitrulaManufacturingVM)是指利用計算機模型和仿真來實現(xiàn)產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)的技術，它以信息技術、仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術和高性能的計算機、高速網(wǎng)絡為支持，在計算機上群組協(xié)調工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質量檢驗以及企業(yè)各級過程管理與控制等產(chǎn)品制造的本質過程?！疤摂M制造”雖不是實際的制造，但卻實現(xiàn)實際制造的本質過程，它在產(chǎn)品設計或制造系統(tǒng)的物理實現(xiàn)之前，就能通過模型來模擬和預估未來產(chǎn)品的形態(tài)、功能、性能以及可加工性等方面可能存在的問題，從而可以做出前瞻性的決策和優(yōu)化實施方案，從而使制造技術發(fā)展到全方位預報階段。虛擬制造是實際制造在計算機上的本質實現(xiàn)，它是各種計算機輔助技術面向產(chǎn)品全生命周期的集成化綜合運用。
實際制造具有對物質、信息、能源進行轉換的功能，即投人原材料、生產(chǎn)、信息、電力等能源，制造出所需的產(chǎn)品及與產(chǎn)品相關的信息。虛擬制造是將實際生產(chǎn)中的“物質”和“能源”信息化，針對實際生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息及被信息化的“物質”和“能源”實現(xiàn)與實際生產(chǎn)在信息上的等價交換，虛擬制造雖然沒有制造出實際產(chǎn)品，但卻生成了有關產(chǎn)品的信息以及制造產(chǎn)品所需的信息。
1.2虛擬制造的分類
虛擬制造既涉及到與產(chǎn)品開發(fā)制造有關的活動，又包含與企業(yè)組織經(jīng)營有關的管理活動。根據(jù)所涉及的范圍及工程活動類型，可將虛擬制造分為三類：以設計為核心的虛擬制造；以生產(chǎn)為核心的虛擬制造；以控制為核心的虛擬制造。
1）.以設計為核心的虛擬制造。以設計為核心的虛擬制造將制造信息引人設計過程，利用仿真來優(yōu)化產(chǎn)品設計，從而在設計階段就可以對零件甚至整機進行可制造性分析，包括加工工藝分析、熱力學分析、動力學以及運動學分析等。主要解決“設計出來的產(chǎn)品是什么樣”的問題，以便對產(chǎn)品各方面性能進行仿真與評估；
2）.以生產(chǎn)為核心的虛擬制造。以生產(chǎn)為核心的虛擬制造將仿真技術溶人生產(chǎn)過程模型，以此來評估和優(yōu)化生產(chǎn)過程，以低費用快速評價不同的工藝方案、資源需求計劃、生產(chǎn)計劃等。主要解決“這樣組織生產(chǎn)是否合理”的問題，以便對生產(chǎn)過程進行仿真，對各個生產(chǎn)計劃進行評估；
3）.以控制為核心的虛擬制造。以控制為核心的虛擬制造將仿真技術加到控制模型和實際處理中，實現(xiàn)基于仿真的最優(yōu)控制。充分利用計算機的強大功能將傳統(tǒng)的各種控制儀表、檢測儀表的功能數(shù)字化，對生產(chǎn)線的優(yōu)化等生產(chǎn)組織和管理活動進行仿真。主要解決“如何去控制”的問題。
2虛擬制造的特點
與實際制造相比，虛擬制造具有其本身的特點：
1）.虛擬性。虛擬制造不是真實的制造過程，不生產(chǎn)實際的產(chǎn)品、不消耗真實的材料與能源，是通過數(shù)字化手段來對真實制造過程進行動態(tài)模擬以實現(xiàn)制造的本質過程；
2）.基于數(shù)字化模型的集成。虛擬制造過程依賴于模型，涉及到的模型有產(chǎn)品模型、過程模型、活動模型和資源模型。通過這些數(shù)字化模型在計算機上的集成，實現(xiàn)對產(chǎn)品的設計、制造、測試、裝配等操作，而不再做對傳統(tǒng)的原型樣機的反復修改；
3）.支持敏捷制造。由于整個過程的信息存儲在計算機內，能夠根據(jù)用戶需求或市場的變化快速改型設計，快速投人生產(chǎn)，能夠大幅度壓縮開發(fā)新產(chǎn)品的時間、提高質量、降低成本；
4）.分布合作。借助于計算機網(wǎng)絡，虛擬制造可使分不在不同地點、不同部門的不同專業(yè)人員對同一個產(chǎn)品模型同時工作，相互交流，實現(xiàn)信息共享，減少大量文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產(chǎn)品開發(fā)更快捷、優(yōu)質、低耗地響應市場變化；
5）.仿真結果的高可信度。虛擬制造就是通過模型的驗證、效驗等仿真技術來檢測設計出的產(chǎn)品或制訂出的生產(chǎn)規(guī)劃，使得產(chǎn)品開發(fā)或生產(chǎn)組織一次成功，所以它能真實地反應實際對象。
3虛擬制造的關鍵支撐技術
虛擬制造借助于虛擬環(huán)境中獲取的各種信息，集成和綜合了可運行制造的環(huán)境，用來改善從裝配產(chǎn)品的概念設計到動態(tài)仿真的各個階段。虛擬制造技術涉及面很廣，如環(huán)境構成技術、過程特征抽取、集成基礎結構的體系結構、制造特征數(shù)據(jù)集成、多學科交叉功能、決策支持工具、接口技術、虛擬現(xiàn)實技術、建模與仿真技術等。其中后三項是虛擬制造的核心技術。
3.1虛擬現(xiàn)實技術
虛擬現(xiàn)實(VirtualRealityVR)技術是美國JaronLanier于1989年首次提出的，該技術的內涵是由計算機直接把視覺、聽覺和觸覺等多種信息合成，并提示給人的感覺器官，在人的周圍生成一個三維的虛擬環(huán)境。從而把人、現(xiàn)實世界和虛擬空間結合起來，融為一體，相互間進行信息的交流和反饋。虛擬現(xiàn)實技術或由它構建的系統(tǒng)，最重要的特征在于沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)和構想性(Imagination)。
虛擬現(xiàn)實技術綜合利用計算機圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上生成可交互的三維虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VRS)由人機接口、軟件技術、虛擬實現(xiàn)的計算平臺等部分組成。利用VRS可以對真實世界進行動態(tài)模擬，通過用戶的交互輸人，并及時按輸出修改虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感覺。
3.2建模技術
虛擬制造系統(tǒng)是現(xiàn)實制造系統(tǒng)在虛擬環(huán)境下的映射，是現(xiàn)實制造系統(tǒng)的模型化、形式化和計算機化的抽象描述和表示。虛擬制造系統(tǒng)的建模包括生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型。
(1)生產(chǎn)模型?？蓺w納為靜態(tài)描述和動態(tài)描述兩個方面。靜態(tài)描述是對系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性的描述，給出產(chǎn)品設計方案的可能性；動態(tài)描述是對系統(tǒng)動態(tài)行為和狀態(tài)的描述，進而預測產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程；
(2)產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型是制造過程中，各類實體對象模型的集合。對虛擬制造系統(tǒng)來說，要使產(chǎn)品實施過程中的全部活動集成，就必須具有完備的產(chǎn)品模型，即產(chǎn)品模型描述的信息既包含產(chǎn)品結構、產(chǎn)品形狀特征等靜態(tài)信息，還包含能夠進行干涉檢查，各項性能分析等方面的動態(tài)信息，是能夠通過映射、抽象等方法提取產(chǎn)品實施中各活動所需所有信息的模型；
(3)工藝模型。將工藝參數(shù)與影響制造功能的產(chǎn)品設計屬性聯(lián)系起來，以反應生產(chǎn)模型與產(chǎn)品模型之間的交互作用。工藝模型必須具備以下功能：計算機工藝仿真、制造數(shù)據(jù)表、制造規(guī)劃、統(tǒng)計模型以及物理和數(shù)學模型。
3.3仿真技術
仿真就是應用計算機對復雜的現(xiàn)實系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎上運行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計性能。由于仿真是以系統(tǒng)模型為對象的研究方法，借助于計算機的快速運算能力，可以用很短時間模擬實際生產(chǎn)中需要很長時間的生產(chǎn)周期，因而可以縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費，并可重復仿真，優(yōu)化實施方案。
仿真的基本步驟為：研究系統(tǒng)、收集數(shù)據(jù)一建立系統(tǒng)模型*確定仿真算法*建立仿真模型神運行仿真模型*輸出結果并分析。虛擬制造系統(tǒng)中的產(chǎn)品開發(fā)涉及到產(chǎn)品建模仿真、設計過程規(guī)劃仿真、實際生產(chǎn)過程行為仿真、裝配過程仿真、檢驗過程仿真等，以便對設計結果進行評價，實現(xiàn)設計過程早期反饋，減少或避免產(chǎn)品設計錯誤。
4虛擬制造技術的現(xiàn)狀分析
盡管虛擬制造技術近年來在國際上取得了迅速的發(fā)展，但是目前還缺乏從產(chǎn)品設計全過程的高度開展虛擬制造的研究，集中體現(xiàn)在以下方面。
4.1基于集成的數(shù)字化產(chǎn)品模型技術尚處于概念階段
(1)CAD模型中的產(chǎn)品信息含量太低。CAD模型是在產(chǎn)品的設計過程中形成的，很多信息(幾何的非幾何的)需要記錄在其中，它是重要的數(shù)據(jù)源。在虛擬制造中，很多分析模型需要從CAD模型中提取相應信息。然而目前的CAD模型主要是從幾何實體的角度描述產(chǎn)品，遠不能全面的描述產(chǎn)品，能夠提供的共享信息太少；
(2)現(xiàn)有的CAD模型無法支持產(chǎn)品的概念設計。產(chǎn)品的全新設計要經(jīng)過概念設計、詳細設計、產(chǎn)品工藝規(guī)劃及制造幾個過程，而CAD模型只支持產(chǎn)品的詳細設計；
(3)缺乏良好的產(chǎn)品信息重用機制。由于目前各應用軟件間的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換主要是通過專用的數(shù)據(jù)接口來實現(xiàn)，這種轉換也是同一問題數(shù)據(jù)的簡單映射，無法實現(xiàn)模型間數(shù)據(jù)的自動轉換和衍生，無疑增加了虛擬制造產(chǎn)品開發(fā)的復雜性。
4.2產(chǎn)品創(chuàng)新支持工具尚不充分
(1)缺少創(chuàng)新設計支持系統(tǒng)。產(chǎn)品創(chuàng)新設計是一門綜合性科學，需要新技術、新材料、新工藝的支持。虛擬制造的環(huán)境為創(chuàng)新設計提供了很好的運行機制，但是還需進一步組織開發(fā)創(chuàng)新設計的支持系統(tǒng)；
(2)缺乏將知識與虛擬制造結合的工具。知識可以創(chuàng)造革新產(chǎn)品和新技術，產(chǎn)品創(chuàng)新注重知識。但是由于知識表達與組織的復雜性與重要性，如何將其與虛擬制造的數(shù)字化產(chǎn)品結合起來是一個有待解決的難題；
(3)缺少交互式外形設計技術與虛擬制造的集成工具。
目前，虛擬制造被認為是最有發(fā)展前景的產(chǎn)品創(chuàng)新技術。如何解決將有關產(chǎn)品整體定位、外觀設計的交互式外形設計技術引人到產(chǎn)品虛擬制造中并與之有機地集成起來尚需進一步研究。
4.3產(chǎn)品數(shù)字化技術
(1)基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)與其他軟件的集成問題。產(chǎn)品數(shù)字化的核心是PDM技術的應用，目前，出現(xiàn)了各種版本的PDM軟件，但是缺乏標準，由此造成了PDM軟件與其他應用系統(tǒng)的集成問題。在虛擬環(huán)境下，各專業(yè)、各部門人員基于同一產(chǎn)品模型協(xié)同工作，必須解決PDM與其他應用軟件的集成；
(2)虛擬產(chǎn)品開發(fā)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織體系。虛擬產(chǎn)品開發(fā)方式生成的產(chǎn)品數(shù)字樣機的產(chǎn)品結構樹既要反映產(chǎn)品設計階段的構造層次結構、產(chǎn)品的裝配順序，還要反映生產(chǎn)流程，制造部門可以直接根據(jù)產(chǎn)品數(shù)字樣機進行制造。因此，研究適合虛擬產(chǎn)品開發(fā)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織體系是切實必要的；
(3)與數(shù)字化產(chǎn)品模型相關數(shù)據(jù)的組織和管理。
產(chǎn)品的數(shù)字化包括建立產(chǎn)品的數(shù)字模型及其相關的性能指標，包括結構分析、運動學分析、動力學分析、熱力學分析的結果，為產(chǎn)品的定型提供理論依據(jù)，并對產(chǎn)品性能進行改造。如何有效地解決數(shù)據(jù)的組織和管理，使之有效地適合虛擬制造的需要是目前研究的熱點。
4.4制造過程仿真建模方法和技術
基于物理模型的制造過程仿真技術已經(jīng)得到廣泛應用，但建模方法與建模技術仍未有突破性進展。
(1)虛擬加工工具有待完善。目前已有很多商品化軟件可以進行“可加工性”評價，但虛擬制造還需研究開發(fā)大量的虛擬加工分析工具，如具有切削力分析功能的加工過程仿真系統(tǒng)等；
(2)虛擬裝配的基礎理論研究。虛擬制造對虛擬配中的公差分析與綜合技術還缺乏理論基礎，在模型的生成以及對ISO公差標準、形位公差的支持方面還存在很多問題，迫切需要解決；
(3)裝配工藝規(guī)劃的進一步研究。目前基于虛擬裝配工藝規(guī)劃的研究存在很大的局限性，主要是指:僅考慮沿坐標軸方向的平移，裝配運動方式過于簡單；偏重于幾何計算，工程語意知識的利用有待加強；裝配順序的選擇標準不夠廣泛和統(tǒng)一；
(4)虛擬測試技術研究。虛擬測試是成功運用“虛擬產(chǎn)品開發(fā)”技術的關鍵環(huán)節(jié)，也是必不可少的。當所有環(huán)節(jié)計算機化后，測試和效驗環(huán)節(jié)就成為影響效率的重要因素。
1.1虛擬現(xiàn)實
1989年美國的J．Lanier最早提出虛擬現(xiàn)實技術（VirtualReality，縮寫為VR）又稱靈境技術或幻境技術，是專家學者們公認的能促使21世紀社會發(fā)展巨大變化的幾大技術之一[2]。在期刊《國際虛擬現(xiàn)實》上，虛擬現(xiàn)實的含義為：使人可以操縱其內的物體，猶如身臨其境，它是一個虛擬世界的計算機系統(tǒng)[3]。
1.2虛擬農(nóng)業(yè)的概念
虛擬農(nóng)業(yè)(VirtualAgriculture)是從虛擬現(xiàn)實、虛擬植物建立，用虛擬現(xiàn)實技術與可視化技術模擬植物，在計算機上土壤物質的吸附，遷移，排放的成長過程中表達的遺傳物質異化、同化的計算機虛擬現(xiàn)實，采取人為干預，對這些過程中各種應激作用條件下的研究[4]。具有交互操作、易現(xiàn)實的特點，它是農(nóng)業(yè)信息化重要研究領域之一。
1.3虛擬農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢
虛擬農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面:一是模擬農(nóng)藥從噴霧器中噴出后的空間運行軌跡以確定農(nóng)藥的最佳噴施方法；二是判別植物群體精確定量化研究利于計算植物群體空間中光通量精確值；三是通過改變植物形狀與葉子形態(tài)讓害蟲無處藏身、覓食，以此減少害蟲侵害從中找到最佳栽培方式。虛擬農(nóng)業(yè)技術甚至能直觀地研究復雜的生態(tài)系統(tǒng)，如農(nóng)田、森林等，從中發(fā)現(xiàn)難以觀察到的規(guī)律。結合生物學技術，為植物基因改良以及植物株型設計提供依據(jù)，加強人們對植物生命和植物生理的了解。
1.4虛擬農(nóng)業(yè)的意義
虛擬農(nóng)業(yè)由于虛擬對象不同，與之相對應的系統(tǒng)也不同。但都涉及虛擬對象，虛擬環(huán)境，認知水平以及相互間的作用關系等，是農(nóng)業(yè)知識與現(xiàn)代化信息技術的綜合體現(xiàn)。盡管虛擬農(nóng)業(yè)的過程非常復雜，但它徹底改變了傳統(tǒng)的教學方式和科研方法，為發(fā)展農(nóng)業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。虛擬農(nóng)業(yè)改變了中國乃至全世界幾千年憑傳統(tǒng)經(jīng)驗的種植模式，它是一個定量化的研究過程。它不僅可以模擬作物滿足最大經(jīng)濟效益產(chǎn)量時的株型，為作物育種工作指明方向。還可以最大程度縮短育種年限，能在幾秒鐘內完成模擬作物生長的全過程。虛擬農(nóng)業(yè)可以模擬不同作物和同種作物之間的間作、連作、套作等相互作用、交互影響，為作物合理耕種、合理搭配提供理想的規(guī)劃。虛擬農(nóng)業(yè)的模擬使課堂學習形式更形象化、直觀化。從而使學生們以及各位學者更好的掌握、理解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)知識。經(jīng)濟效益方面，虛擬農(nóng)業(yè)替代了現(xiàn)實生活中難以實現(xiàn)的費力、費時的試驗。在過去的幾十年里，虛擬植物的研究與應用已經(jīng)有了長足發(fā)展并取得了相當大的成就。新西蘭Holt開發(fā)出虛擬幾維果樹系統(tǒng)，能幾秒鐘摸擬出植物的發(fā)芽、生長、抽枝、展葉、開花、結果、果實成長等整個生長周期，不用費長時間實地種植即可觀察分析。還可以計算出蟲咬葉片后所向果實輸送糖量受到的影響。在農(nóng)業(yè)科技推廣和教育教學領域，與其他智能化農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)相結合，可建立虛擬農(nóng)場，可直觀生動的對農(nóng)田、森林等復雜的生態(tài)系統(tǒng)研究，從而探索科學規(guī)律和奧秘。還可以通過改變環(huán)境條件和栽培方式，觀測植物生長過程及最終結果[5]。從而節(jié)約大量的物力，人力。近年來，虛擬現(xiàn)實技術在農(nóng)業(yè)領域的研究越來越重要。從虛擬植物，虛擬環(huán)境的探索和研究可以看出，虛擬現(xiàn)實技術將被廣泛應用于農(nóng)業(yè)領域，并帶來新的理念和技術，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學的發(fā)展提供新途徑。
2虛擬農(nóng)業(yè)技術的應用
2.1虛擬實驗
虛擬實驗是指借助于虛擬現(xiàn)實、多媒體與平臺仿真等技術，在計算機上營造部分替代、可輔助的，甚至是全部替代的傳統(tǒng)實驗，以及其各種操作環(huán)節(jié)相關的軟件與硬件操作環(huán)境，使實驗人員猶如在真實環(huán)境中一樣實驗各種項目，將得到的實驗效果完全等價甚至是優(yōu)越于真實環(huán)境中所取得的效果[6]。虛擬實驗注重的是實驗過程的交互與實驗結果的真實性，它建立在虛擬實驗平臺之上，開展虛擬實驗教學不僅能夠突破傳統(tǒng)實驗的“時、空”限制，而且能有效緩解大部分高校普遍面臨的實驗器材陳舊、型號落后、設備不足等方面的困難和壓力。從而使老師和學生們隨時隨地通過鍵盤鼠標進入虛擬實驗室，進行各種實驗，操作各種儀器，以此提高實驗教學質量[7]。
2.2虛擬育種
要想獲得高產(chǎn)的農(nóng)作物，必須具有合理的株型。早期的育種工作，技術人員都是選擇在大田中完成的。而現(xiàn)在的育種工作，是利用虛擬農(nóng)業(yè)技術結合生物技術在實驗室里模擬育種的，并且還可以培育出新品種，最后通過大田實驗做檢驗。以玉米為例，株型對作物的品質、產(chǎn)量等影響很大。從已知的品種出發(fā)，找出它們與品質、產(chǎn)量等關系，構建合理的數(shù)學模型。如每畝株數(shù)、每株穗數(shù)、秸稈的高度、穗長等，按照最佳株型，不僅可以確定育種方向，而且還可以減少資金浪費，節(jié)約大量的時間，從而提高育種效率[8]。
2.3虛擬溫室
隨著科學技術的發(fā)展，虛擬溫室的開發(fā)與研究應運而生。虛擬溫室是將模型、數(shù)據(jù)、材料、高級算法與物理屬性整合而成的研究平臺。它是將環(huán)境學與物理學相結合，進行研究溫室對外界環(huán)境的各種反應，并且能夠顯示、觀察與打印其結果[9]。虛擬溫室與虛擬飛行器、虛擬駕駛器等相類似，其科研的意義及價值不言而喻。溫室的智能化與動態(tài)研究及虛擬植物的自適應研究，都可以應用虛擬溫室完成。即真實的溫室由虛擬溫室來再現(xiàn)。需要研究的內容非常豐富，實驗教學也能從虛擬環(huán)境中獲益。使用戶通過改變虛擬環(huán)境規(guī)則，在各種“環(huán)境”中進行實驗和學習。虛擬溫室作為綜合的實驗平臺，可以研究和試驗溫室特性及規(guī)律。其優(yōu)勢在于為實際生產(chǎn)提供一種交互的、可靠的、可重復操作的參考平臺，從而為生產(chǎn)決策服務。
2.4虛擬農(nóng)場
用計算機技術來模擬農(nóng)作物生長，被知名人士稱作虛擬農(nóng)場。在計算機屏幕上，進行三維模擬植物的構造與生長，不僅能顯示出作物所具有的性狀，還可以改變作物的栽培方式。從而直接觀看玉米發(fā)芽、生長、抽枝、展葉、開花、結果等整個生長周期，無需長時間實地種植就可以觀測分析。作物的生長過程可以分解成這些重復部件生長過程的總和。在教育、教學及農(nóng)業(yè)科技推廣領域，用虛擬植物構建虛擬農(nóng)場，讓學者們在計算機屏幕上直接觀測作物的整個生長周期與最終結果。如虛擬種植作物，虛擬田間管理等，從而使學者們快速地掌握農(nóng)田管理技術。
2.5虛擬果樹修剪
虛擬果樹修剪技術為廣大學者掌握先進的修剪技術提供了一種新途徑。它是模擬果樹管理措施中的重要技術[10]。對調控果品產(chǎn)量以及提高果品質量有非常重要的作用。然而，在技術推廣和實際生產(chǎn)中存在兩大難題：一是果樹修剪技術人員相對短缺；二是普及修剪技術有一定難度。再加上錯誤的修剪具有不可逆性，總是帶來不可彌補的損失。以至于嚴重影響到果業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，普及和推廣果樹修剪技術是至關重要的工作。
2.6虛擬立體農(nóng)業(yè)
虛擬立體農(nóng)業(yè)主要是摸擬光資源作物間的套作管理。一方面，在光資源模擬中，葉片分布狀態(tài)對光輻射產(chǎn)生影響，在蒸騰作用與光合功能的共同作用下會產(chǎn)生變異；另一方面，光合產(chǎn)物的分配與生產(chǎn)也決定了各部分的生長速度，以及植株下一時段的形態(tài)結構[11]。因此，利用計算機圖形學建立植物三維模型，模擬光線在植物冠層內反射、傳輸及透射等，并參照光資源量就能精確計算出每一葉片的光截獲值，從而實現(xiàn)對立體農(nóng)業(yè)管理。
2.7虛擬都市農(nóng)業(yè)
簡言之，都市農(nóng)業(yè)是把農(nóng)業(yè)的生活、生產(chǎn)、生態(tài)等結合為一體的產(chǎn)業(yè)。對都市農(nóng)業(yè)的模擬主要體現(xiàn)在三方面：（1）為實現(xiàn)最好景觀，對建筑周邊的田園景觀設計及整體規(guī)劃；（2）都市農(nóng)業(yè)的結構安排、空間布局，以及農(nóng)業(yè)消費、生產(chǎn)與流通；（3）周邊地帶與都市化地區(qū)農(nóng)業(yè)的合理搭配。從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展與城市需求相互促進、相互依存、相互補充的一體化關系。
2.8虛擬教學和農(nóng)業(yè)科技推廣
在科普教育、教學和農(nóng)業(yè)科技推廣領域，與其他智能化系統(tǒng)軟件聯(lián)結，使學者在計算機上進行虛擬農(nóng)業(yè)管理和種植虛擬作物，通過改變栽培方式和環(huán)境條件，能多個角度觀測作物動態(tài)生長狀態(tài)、生長過程以及最終結果[12]。尤其是農(nóng)業(yè)科技推廣領域，這種效果更容易使學者接受、掌握先進的農(nóng)田管理技術，從而提高農(nóng)業(yè)科技的現(xiàn)代化進程。
3虛擬農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢
3.1虛擬農(nóng)作物
虛擬農(nóng)作物就是利用虛擬現(xiàn)實技術，以植物個體或群體為研究對象，在計算機上模擬作物在三維空間中的生長發(fā)育過程[13]。是數(shù)學、植物學、計算機圖形學和虛擬現(xiàn)實技術等交叉學科。它不僅能夠提供作物生長的空間規(guī)律反映植物的形態(tài)結構，還可以摸擬生產(chǎn)管理以及探索出植物生長的規(guī)律和奧秘。利用虛擬植物技術，研究者可以在計算機屏幕上設計農(nóng)作物，并進行農(nóng)作物育種。利用可視化技術與面向對象程序設計思想進行作物建模。它對于構建植物形態(tài)、探索農(nóng)作物理想模型、虛擬教學甚至園林設計等方面有非常重要的應用[14]。虛擬農(nóng)業(yè)的研究對象不同，系統(tǒng)結構也不相同。圖l為虛擬農(nóng)作物結構。虛擬現(xiàn)實技術的“沉浸式交互環(huán)境”給用戶帶來了臨場感與真實感的體驗。運用此技術，能幾秒鐘摸擬出作物的發(fā)芽、生長、抽枝、展葉、開花、結果、果實成長等整個生長周期，不用費長時間實地種植即可觀察分析。甚至能直觀地研究復雜的生態(tài)系統(tǒng)，如農(nóng)田、森林等，從中發(fā)現(xiàn)難以觀察到的規(guī)律。因其具有便于交互操作、易控制、真實感強等特點，而得到廣泛的應用。
3.2虛擬農(nóng)作物的模型研究
虛擬農(nóng)作物建模的目的是通過模擬研究對象的發(fā)生、發(fā)展過程，為發(fā)現(xiàn)規(guī)律，解釋現(xiàn)象，揭示機理，預測未來等提供有用工具[15]。以作物為研究對象的幾何模型是作物建模，它是用來構建能直接反映現(xiàn)實世界中實物對象的數(shù)學模型。建模的最終目的是使科研人員的研究手段、方法更準確、快捷。進行作物仿真，研究其形態(tài)變化特征以及進行三維形態(tài)模型的數(shù)據(jù)分析。三維重構法對作物建模是先采用儀器收集作物空間數(shù)據(jù)，再通過編寫程序調用一些數(shù)據(jù)，以此實現(xiàn)農(nóng)作物的三維模擬。隨著儀器精度的不斷完善，模擬的農(nóng)作物逼真性也越來越高。農(nóng)作物個體的生長都具有持續(xù)、自主、主動的屬性，與環(huán)境的交互則具有應激性。通常是由地上部分和地下部分構成。地上部分的根、莖、葉、花及果實與空間環(huán)境交互；地下部分的根與土壤環(huán)境之間交互[16]。作物器官間交互、協(xié)作生長：相同作物個體間是競爭關系，不同作物個體間則競爭與協(xié)作關系。人作為外部調控機制，把作物體與器官以及環(huán)境間的關系抽象為模型庫和知識庫，通過修改環(huán)境因素參數(shù)，觀察虛擬農(nóng)作物的生長過程，從而達到教育教學、科研等目的。圖2為虛擬農(nóng)作物系統(tǒng)模型結構。從天氣數(shù)據(jù)庫中提取環(huán)境因素中的天氣參數(shù)；用灌溉、施肥專家數(shù)據(jù)庫實施調控水分與養(yǎng)分參數(shù)。其中，模擬農(nóng)作物生長的必需參數(shù)是每日氣象要素（如溫度、濕度、太陽輻射、風速以及降雨量）。
4結束語
切削加工仿真技術的發(fā)展動向包括兩個方面，其一是開發(fā)NC仿真軟件，借以顯示刀具運動軌跡，并判斷刀具、刀夾與工件及其夾具是否產(chǎn)生干涉。
在進行立銑加工時，最基本的任務是切除刀具切削刃包絡面通過部分的被加工材料，使保留下來的部分成為已加工面。完成這類加工所用的軟件應包括如下內容：刀具、刀具夾頭、工件、夾具等的協(xié)調，機床主軸的構成及其可工作的范圍，能真實地仿真機床和刀具的動作等。特別是近幾年來，由于五坐標切削加工的不斷增加，在實際加工前應進行NC仿真的重要性日益突出。這類NC仿真軟件中，有不少軟件具有極為優(yōu)異的性能，如可從金屬切除體積計算出加工效率；根據(jù)金屬切除體積來判斷切削加工是否產(chǎn)生過載；如果負荷固定，由于進給速度過高而產(chǎn)生過載，仿真軟件可調整進給速度，防止過載產(chǎn)生，并可縮短切削加工時間等。
切削加工仿真技術的另一發(fā)展動向是研究解析切削加工過程中的物理現(xiàn)象，如被加工材料因塑性變形而產(chǎn)生熱量，被切除材料不斷擦過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，并將這一系列切削過程通過計算機模擬出來，目前能達到這種理想目標的產(chǎn)品還為數(shù)不多。Thirdwavesystems公司的“advantedge”是采用有限元法對切削加工進行特殊優(yōu)化解析的軟件產(chǎn)品，與用于構造解析的有限元法程序包比較，其最大優(yōu)點是用戶界面優(yōu)良，機械加工的技術人員能方便地進行解析。美國scientificformingtechnologies公司的“deform”是鍛造等塑性變形加工用有限元法解析程序包，最近已被轉用于切削加工。
切削過程是切屑、被加工材料的彈性變形和塑性變形的變形過程，與沖壓、鍛造等塑性變形比較，變形速度（單位時間產(chǎn)生的變形量）非常大，由此產(chǎn)生的塑性變形能量和前刀面上由摩擦產(chǎn)生的能量將引起發(fā)熱，從而使溫度大幅度升高，刀尖在連續(xù)而狹小的范圍使被加工材料破壞、分離成切屑和已加工面等，這是切削過程的顯著特征。而這些現(xiàn)象彼此間存在復雜的相互影響。
如果用有限元解析方式，需輸入下列內容：被加工材料特性及摩擦狀態(tài)等物理特性；切削條件及刀具形狀等邊界條件。通過有限元解析剛性方程，可輸出切削力、剪切角、切削溫度等帶有切屑生成狀態(tài)特征的量化參數(shù)，在此過程中，無需建立數(shù)學模型或提出假設。根據(jù)有限元解析的結果，還易于將切屑生成過程、應力、變形等物理量實現(xiàn)可視化。
要獲得高精度解析結果，最為重要的輸入內容是反映被加工材料應力——變形關系的材料特性，而材料特性的獲取是極為費力的工作。今后，隨著計算機功率的增大，這種切削過程的物理仿真技術將會逐漸普及。能否迅速普及的關鍵在于能否及時向用戶提供所需的被加工材料的材料特性。
按需開發(fā)切削加工仿真技術軟件
目前，許多科技人員正在進行生產(chǎn)工程中最基礎的切削加工技術的研究，其中多數(shù)研究的目的是在弄清楚加工現(xiàn)象的同時，對加工過程進行預測。如果這些研究內容實現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機軟件化，就意味著能形成一個切削仿真技術軟件。如東京農(nóng)工大學機械學院的實驗室就正在進行幾種預測性的有關切削加工仿真技術軟件的研究。工藝流程和實用仿真采用了橫向和縱向相匹配的研究體系，橫向與產(chǎn)品設計到加工工序相對應；在縱向上越往上，實用性越好，往下則不僅是實用性，還包括加工現(xiàn)象的解析和實現(xiàn)可視化。
1．刀具信息數(shù)據(jù)庫和解析仿真技術并用的切削條件選擇系統(tǒng)
在實際的切削過程中，不應照搬工具廠提供的推薦切削條件，而應根據(jù)機床、工具系統(tǒng)、工件裝卡等具體情況，反復進行試切削來修正切削條件。同時還應將過去加工中積累的行之有效的參考數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫，在有效利用這些數(shù)據(jù)的同時，借助解析方法使切削條件達到最佳化；對于沒有參考數(shù)據(jù)的新的切削加工，則應開發(fā)與此相關的切削條件選擇系統(tǒng)。該系統(tǒng)中把振動、加工精度、刀具升溫、刀具壽命、殘余應力等設定為解析內容，在解析的基礎上，就能選擇出最佳的刀具和調整切削條件。
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)大致分為三個部分：刀具信息數(shù)據(jù)、工具系統(tǒng)組成、切削條件。在切削條件中可積累有效的切削加工技術參數(shù)。
本文擬用圖例表示平頭立銑刀加工的最佳銑削效率和最佳化側面的形狀誤差。根據(jù)數(shù)據(jù)庫選擇所需刀具和刀夾，預測由立銑刀和刀夾的彎曲度及卡頭和主軸錐度結合部分的旋轉變化所導致的加工誤差。切削力的預測采用刀尖處的切削力乘以比切削抗力的模式。這是一種最簡便的的方法，但卻得到了切削力波形與實測值一致的良好結果。計算出每一瞬間由切削力引起的刀具撓曲量，將其和形成已加工面的切削刃位置的位移相連就能得到已加工面的形狀。與大規(guī)模有限元法的計算比較，計算時間是非常少的，輸入刀具信息和切削條件信息，就能容易地仿真加工誤差。
盡管數(shù)據(jù)庫里已具有確實適應的切削加工條件，人們仍希望進一步減少加工誤差，提高加工效率。實例表明，用這種仿真和實現(xiàn)最佳化方式來修正切削條件是完全可能的。
2．立銑刀加工時的刀具溫度
近年來，高速銑削已很普遍，由經(jīng)驗得知，它適用于小切深、大進給的銑削條件，而把握最佳條件卻相當困難。銑削加工與車削加工不同，前者屬于斷續(xù)切削，在加工過程中，刀具升溫和冷卻高速地反復進行。由于熱傳導給刀具－切屑接觸部分是斷續(xù)進行的，必須根據(jù)這一特征來解析刀具溫度的變化。熱傳導量對預測精度影響很大，但不需要對切屑生成狀態(tài)的變形和熱解析相聯(lián)系進行大規(guī)模計算，因此可快速獲得解析結果。切削速度、切深、進給的組合將影響最高溫度，當加工效率一定時，提高進給速度，刀具溫度就會降低，溫度降低往往會使進給速度的提高達到極限，而提高進給速度，加工表面就會變得粗糙。因此，如果能很好地平衡粗糙度和溫度的關系，就能夠選擇到兩者相互平衡的切削條件。
3．用有限元法進行切削過程的物理仿真
在用有限元法進行切削過程的物理仿真中，作為切削條件輸入的內容包括：切削速度、切削厚度、刀具前角、刀具后角、工件材料特性等。對這些參數(shù)進行解析后，就能獲得切削力、切屑形狀、刀具和切屑上的溫度分布、應力分布、形變分布、殘余應力分布等物理特性輸出結果。
1.1非法授權訪問
非法授權訪問是指有些人利用調試計算機程序和熟練編寫程序的技巧非法獲得了對企業(yè)、公司或個人網(wǎng)絡文件的訪問權限，侵入到其內部網(wǎng)絡的一種違法犯罪行為。其侵入的目的主要是為了取得使用系統(tǒng)的寫作權、存儲權和訪問權另外存儲內容的權限，進而作為其進入其他系統(tǒng)的跳板，甚至蓄意破壞這個系統(tǒng)，最終使得其喪失服務的能力。
1.2自然威脅因素
對于自然威脅，可能是由自然災害、電磁輻射、網(wǎng)絡設備自然老化和惡劣的場地環(huán)境等引起的。這些偶然因素可能也會直接或間接影響到計算機網(wǎng)絡的安全。
1.3計算機中病毒的威脅
所謂計算機病毒是指在計算機的程序中插入能破壞計算機數(shù)據(jù)和功能，并影響計算機的正常使用且能自我進行復制的一組指令或代碼。如常見的蠕蟲病毒，就是利用計算機中應用系統(tǒng)和操作程序中的漏洞對其進行了主動的攻擊。此病毒在具有高破壞性、高傳播性和隱藏性極好的病毒通病的同時，也具有自己特有的一些像只存在于內存之中，從而對網(wǎng)絡造成拒絕服務，以及會和黑客技術相結合的特征。除此之外，還有一些常見的極具破壞性的病毒，例如，意大利香腸病毒，有宏病毒等。
1.4木馬程序和后門的威脅
在最早的計算機被侵入開始，黑客就發(fā)展了“后門”這一技術，并利用這一技術，他們可以多次進入系統(tǒng)。后門的功能有：使管理員喪失阻止種植者再次進入該系統(tǒng)的權利；提高了種植者在系統(tǒng)中的隱蔽性；減少種植者非法進入系統(tǒng)的時間。木馬，又被稱作特洛伊木馬，是后門程序中的一種特殊形式，是一種能使黑客遠程控制計算機的工具，具有非授權性和高隱蔽性的特點。木馬中一般有兩個程序，一個是控制器的程序，另一個是服務器的程序。
2虛擬網(wǎng)絡的定義及其主要技術
2.1何為虛擬網(wǎng)絡技術
所謂虛擬網(wǎng)絡技術，就是一種專用網(wǎng)絡技術，即在公用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中搭建出私有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。用戶能在虛擬專用網(wǎng)絡中，對專有的局域網(wǎng)進行虛擬，保證在不同地點的局域網(wǎng)中做到如同一個局域網(wǎng)絡一樣，以此來保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。
2.2虛擬網(wǎng)絡中的主要技術
虛擬專用網(wǎng)絡所采用的技術主要有：隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術和身份認證技術。其中最為重要的核心技術就是隧道技術和加解密技術。①隧道技術。其傳播時是以數(shù)據(jù)包的形式對數(shù)據(jù)進行傳播，不可能出現(xiàn)穩(wěn)定的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通道。但在其技術方面中，隧道技術就是將局域網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行重新的封裝。在此過程中，在數(shù)據(jù)包中要將路由信息添加進去，能確保在封裝后的數(shù)據(jù)包在兩個虛擬專用網(wǎng)絡中通過互聯(lián)網(wǎng)的形式進行傳遞，數(shù)據(jù)包在互聯(lián)網(wǎng)中的編輯路徑就被稱為隧道。②加解密技術。上面講到的隧道技術是僅僅應用于兩點間的數(shù)據(jù)封裝和傳輸。如果沒有加解密技術，若是虛擬專用網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包被惡意破壞的人所攔截，里面的內容就會被盜取。加密技術作為系統(tǒng)安全的一把鑰匙，是確保網(wǎng)絡安全的重要手段。加密技術對信息進行加密的操作就是把原來的為明文件按照某種算法進行處理的變?yōu)橐欢尾豢勺x的代碼，稱之為“密文”使其在輸入密鑰之后，才能顯示內容的一種信息編碼形式。因而，加密技術對虛擬專用網(wǎng)絡技術而言，同樣很重要。③密鑰管理技術。如何確保在傳遞公用數(shù)據(jù)時在互聯(lián)中能夠安全進行，是密鑰管理技術的重要任務。④身份證認證技術。是在虛擬網(wǎng)絡技術中比較常見的一種認證技術，經(jīng)常采用的方式是為密碼和使用者的名稱進行認證。
3計算機網(wǎng)絡安全中虛擬網(wǎng)絡技術的應用
3.1在企業(yè)合作客戶和企業(yè)間虛擬網(wǎng)絡技術的應用
企業(yè)合作客戶和企業(yè)間經(jīng)常要共享很多的數(shù)據(jù)，但同時企業(yè)又不希望企業(yè)合作客戶對企業(yè)內部的所有網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)進行訪問。因此，企業(yè)可以將要與企業(yè)合作客戶需要共享的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)共享的文件夾中，通過信息防火墻隔斷企業(yè)的內部數(shù)據(jù)，其企業(yè)的合作客戶在登陸了虛擬專用網(wǎng)絡客戶端后，才能對此共享文件進行訪問，且不會訪問企業(yè)內部間的數(shù)據(jù)。
3.2在遠程分支部門和企業(yè)部門間虛擬網(wǎng)絡技術的應用
此應用的范圍也被叫做企業(yè)虛擬局域網(wǎng)。通過在計算機上的虛擬網(wǎng)絡技術，將分布在各地的分支性企業(yè)機構在局域網(wǎng)內進行連接，在最大程度上確保企業(yè)信息在網(wǎng)絡中的信息資源共享，此種局域網(wǎng)較適用于跨區(qū)域性或是跨國間的企業(yè)經(jīng)營模式。硬件式的虛擬專用網(wǎng)絡網(wǎng)管是在虛擬網(wǎng)絡技術中比較常見的，它能將加密的密鑰存放在企業(yè)的內存中，具有高速度的加密性，而且此種技術不易使密鑰發(fā)生損壞。由于是用于專門優(yōu)化企業(yè)網(wǎng)絡信息的傳輸模式，故其效率要比軟件的虛擬網(wǎng)絡技術要高得多。
3.3在遠程員工進而企業(yè)網(wǎng)之間虛擬網(wǎng)絡技術的應用
網(wǎng)絡虛擬技術在此種模式中的應用又被叫做遠程訪問式虛擬網(wǎng)絡技術。在應用的方式上主要是采購人員和企業(yè)銷售人員共同在企業(yè)系統(tǒng)中傳入信息，以此實現(xiàn)遠程員工和其他企業(yè)間的信息與資源共享。其應用的具體步驟是：以企業(yè)總部作為虛擬專用網(wǎng)的中心連接點的連接方式，在企業(yè)內部設置一臺具有網(wǎng)絡虛擬功能的防火墻，當做是企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)出口的網(wǎng)關，移動的業(yè)務網(wǎng)點和辦公用戶需通過虛擬網(wǎng)絡客戶端進行登陸，在此方式下進入防火墻設備中，并充分結合防火墻中復合型的虛擬網(wǎng)絡設備，是現(xiàn)在較為廣泛使用的一種虛擬網(wǎng)絡接入的設備，具有高安全性和低成本性的優(yōu)勢。
4虛擬網(wǎng)絡技術在計算機網(wǎng)絡安全中的應用效果及發(fā)展趨勢
虛擬網(wǎng)絡技術在結合了企業(yè)信息化與寬帶技術下，在計算機網(wǎng)絡信息安全方面取得了良好的效果，企業(yè)的信息和資源安全得到了最大程度上的保障。隨著虛擬網(wǎng)絡技術的不斷成熟，有關產(chǎn)品的安全性、可靠性和穩(wěn)定性會得到更大程度上的提高。截至目前為止，電信行業(yè)逐漸處于低迷的狀態(tài)，虛擬網(wǎng)絡技術正慢慢成為計算機網(wǎng)絡安全信息中的新亮點，而且虛擬網(wǎng)絡技術在市場上所占據(jù)的市場份額也在逐年上升。在各類虛擬網(wǎng)絡技術的產(chǎn)品中，結合防火墻軟件的虛擬網(wǎng)絡技術產(chǎn)品和復合型的網(wǎng)絡技術產(chǎn)品逐漸成為計算機網(wǎng)絡中的熱點。
5結語
虛擬專用網(wǎng)絡技術，顧名思義，就是一種保護計算機網(wǎng)絡安全運行的技術。這項技術對于信息管理、信息存儲、企業(yè)信息通路和高校的電子圖書館等當中的信息安全管理有著重要的作用，尤其是對于企業(yè)的財務管理有著重要的作用。同時，由于虛擬專用網(wǎng)絡技術具有高效簡化的特點，所以可以優(yōu)化傳統(tǒng)的財政模式當中的資金使用量，而且還減少了技術人員的工作量，和學校、企業(yè)和單位等的信息載體方面的財力物力等的支出，減少了線路的鋪設，這樣使得高難度的線路鋪設問題通過虛擬網(wǎng)絡專用技術得到解決，降低了工作難度。同時，虛擬專用網(wǎng)絡技術還具有簡單易操作、設備簡便等特點，應用人群范圍比較大眾化，所以虛擬網(wǎng)絡技術以其獨有的優(yōu)勢在如今的信息化時代的市場競爭中保持著絕對的優(yōu)勢，發(fā)展前景是非常廣闊的，已經(jīng)成為各大公司和企業(yè)構建公司競爭力的技術軟實力中最為重要的一部分。
2虛擬專用網(wǎng)絡的主要技術
2.1加密技術
加密技術是虛擬專用網(wǎng)絡技術中最為核心的技術，對數(shù)據(jù)資料的保護主要依賴于這項技術，同時，加密技術也是對隧道技術的一種保護，下文我們將介紹隧道技術的相關方面。要是沒有精密的加密技術的保護，一些不良網(wǎng)絡用戶，例如黑客等，就會侵入用戶的計算機，竊取用戶重要的個人資料、數(shù)據(jù)包和財務信息等，對用戶造成嚴重的損失?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡犯罪屢見不鮮，網(wǎng)絡已經(jīng)成為一些掌握電腦技術的犯罪人員最為便捷的竊取錢財?shù)耐緩街?，給社會和個人都帶來了非常不好的影響，所以，虛擬專用網(wǎng)絡中的加密技術已經(jīng)成為一項不可獲取的技術，對保護用戶的數(shù)據(jù)等資料起到非常重要的作用，對于數(shù)據(jù)的保護不容有失。
2.2隧道技術
隧道技術是虛擬專用網(wǎng)絡中最為核心的技術之一。主要是將網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)包或是壓縮包的形式進行傳播，避免了單個或是零散的數(shù)據(jù)在傳播的時候，數(shù)據(jù)易于丟失的風險。因為完全安全穩(wěn)固的網(wǎng)絡信息通道是不可能存在的，所以在網(wǎng)絡信息安全中應用隧道技術就是將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)包進行重新包裝，將數(shù)據(jù)再封裝一次，為數(shù)據(jù)的安全多添加一項保障。所以這項技術就是需要把數(shù)據(jù)重新加載到數(shù)據(jù)包當中去，保證數(shù)據(jù)包可以在互聯(lián)網(wǎng)之中順利傳播，這項對數(shù)據(jù)進行重新包裝或是編輯的過程，就叫做隧道技術，在虛擬專用網(wǎng)絡技術中有著很重要的作用，在網(wǎng)絡信息安全中的應用也最為普遍。我們每天在發(fā)郵件的時候基本都會用到這項技術。
2.3身份認證技術
身份認證技術在網(wǎng)絡信息中是一項非常重要的技術，現(xiàn)在越來越常見，例如：現(xiàn)在的支付寶都要求實名認證、火車票購票也需要實名認證，在銀行辦理業(yè)務的時候，基本都會用到用戶的實名資料，在我們用支付寶或是網(wǎng)銀付款的時候，一般銀行都會發(fā)來短信驗證，這些都是通過身份認證技術來保護我們的個人信息和財產(chǎn)安全。在現(xiàn)在的電商發(fā)展越來越普遍的現(xiàn)狀下，這種技術的發(fā)展前景必將是十分廣闊的，這是社會和時展的必然趨勢。
2.4密鑰管理技術
密鑰管理技術由SKIP和ISAKMP組成，在保護用戶數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)的安全傳播中起著很大的作用。SKIP技術是對Diffie法則進行利用，使得密鑰在互聯(lián)網(wǎng)之間進行不公開的傳播，隱秘性較好，但是，ISAKMP中，密鑰的傳播是公開的，人人都可以獲取，因此需要小心謹慎的使用。
3虛擬專用網(wǎng)絡技術在計算機網(wǎng)絡信息安全中的應用
3.1遠程分支和企業(yè)部門之間的應用
通過企業(yè)的局域網(wǎng)，可以將企業(yè)位于不同地方的分支和企業(yè)的各個部門之間聯(lián)系起來，實現(xiàn)公司的數(shù)據(jù)資源共享和企業(yè)信息的安全共享。例如現(xiàn)在大型企業(yè)一般都會召開遠程會議來共同談論公司的大小事項，這種遠程會議能得以召開就是通過公司局域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)的，不但省時省力，方便輕松，還有利于企業(yè)各部門之間的聯(lián)系和發(fā)展，增強企業(yè)的影響力，企業(yè)的網(wǎng)絡信息也得以優(yōu)化和提升。
3.2遠程員工和企業(yè)網(wǎng)間的應用
遠程員工和企業(yè)局域網(wǎng)之間的互動被稱之為遠程訪問式虛擬專用網(wǎng)絡技術，通過這種技術可以實現(xiàn)公司各個分支之間的聯(lián)系，有利于遠程員工和企業(yè)總部之間的信息實時傳輸。成本低廉，信息還具有高效的安全性。
3.3企業(yè)和供應商、合作伙伴之間的聯(lián)系
企業(yè)和許多供應商或是合作伙伴可能都不在同一個地方，如果見面洽談商務可能需要耗費大量時間和財力，因此，通過虛擬網(wǎng)絡進行遠程談判是一個不二選擇，所以虛擬網(wǎng)絡專用技術的應用很大的提高了企業(yè)工作的高效性。
4結束語
[關鍵詞]虛擬財產(chǎn) 法律屬性 繼承 立法
[中圖分類號]D920.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2016）06-0015-02
隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡作為重要的生活工具滲透到了千家萬戶，從而不可避免地引發(fā)了或多或少的網(wǎng)絡糾紛。從QQ可否繼承的爭議到淘寶皇冠網(wǎng)店如何繼承的問題，隨后以互聯(lián)網(wǎng)為載體的虛擬財產(chǎn)繼承爭議接踵而至，而這也從另外一方面反映了網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的繼承具有廣泛的利益性和社會需求，將網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)納入繼承法范疇是現(xiàn)實發(fā)展的必然要求。
一、網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的概述
（一）網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的內涵
網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)是指存在于與現(xiàn)實具有隔離性的網(wǎng)絡空間中、以網(wǎng)絡空間為載體，能夠用現(xiàn)有的度量標準衡量其價值的數(shù)字化新型財產(chǎn)，其中具有比較普遍認知性的包括淘寶店鋪、Q幣、游戲裝備等，此類財產(chǎn)是網(wǎng)民用自己的時間、精力、金錢，在網(wǎng)絡虛擬世界中買入的用來滿足自己精神上需求或者用以獲取收入的信息資源。網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)具有以下幾方面特征：
1.虛擬性
網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)是一組電磁記錄，是存儲于一定的服務器上的電子數(shù)據(jù)。這些記錄只能依賴于網(wǎng)絡空間，它所表現(xiàn)出的形態(tài)也存在于網(wǎng)絡世界中，是一種虛擬社會里的虛擬財產(chǎn)。它與現(xiàn)實世界的轉換依靠它的其他屬性來實現(xiàn)。
2.價值性
財產(chǎn)價值的大小取決于其所耗用的社會必要勞動時間的多少，財產(chǎn)應具有使用價值和交換價值，一般用貨幣這一商品來衡量其他商品的價值。網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)如游戲賬號的等級、淘寶店鋪的信譽等這一般要耗用一定的時間去實現(xiàn)，同樣也可以用與其相當?shù)呢泿艁砗饬科鋬r值。
3.時間性：網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)有其存續(xù)的時間期限，但這種性質并不能阻斷其作為財產(chǎn)的本質，比如債券、支票、本票等票證也是有時間期限的，但它們仍然是屬于財物，其中的少數(shù)還屬于現(xiàn)金等價物。
（二）網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的法律屬性
從物權的屬性上來看，傳統(tǒng)的物權理論認為物權的客體應占有一定的空間并是有形的，即具有有形性和獨立性的特征，但隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，物呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，既有有體物也有無體物。物的范圍早已不限制在有形、有體的范圍內，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認定為物。現(xiàn)代各國的立法確認空間為物，便是物的概念擴張的結果。由此可見，物的概念是一個不斷變動的過程，只要不危及物權體系的基本理念，對其中的個別部分進行修補都在允許的范圍內。由此可見，虛擬財產(chǎn)雖然是無體物，但其仍然可以成為物權的客體。虛擬財產(chǎn)被歸入物的范圍，是時代的趨勢，是社會的需求。
眾所周知，網(wǎng)絡用戶擁有占有、使用、收益的權利，大多數(shù)還具有轉讓該用益物權的權利，而所有權仍歸運營商所有。網(wǎng)絡用戶擁有以上權利是基于網(wǎng)絡用戶與網(wǎng)絡運營商所簽訂的服務合同，網(wǎng)絡用戶在享有這些權利的同時對網(wǎng)絡運營商也負有一定的義務。通常網(wǎng)絡運營商會限制網(wǎng)絡用戶一些行為，要求網(wǎng)絡用戶遵守一些不作為義務。如果不履行義務，網(wǎng)絡用戶將喪失對虛擬財產(chǎn)的相關權利，這又表現(xiàn)出債權的屬性。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，事物呈現(xiàn)出越來越復雜的關系，使得物權與債權的界限在某些場景下顯得不夠清晰，同時具備物權和債權的特征。可以看出，虛擬財產(chǎn)就具有這一特性，可以認定它屬于一種新的混合型權利。
二、網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的可繼承性
（一）虛擬財產(chǎn)不屬于現(xiàn)行《繼承法》的遺產(chǎn)繼承范圍
雖然虛擬財產(chǎn)可以成為物權的客體，但是它可否認定為我國繼承法中的遺產(chǎn)呢？我國《繼承法》第三條對遺產(chǎn)的范圍作出了規(guī)定，即：“遺產(chǎn)是公民死亡時遺留的個人合法財產(chǎn)，包括：公民的收入；公民的房屋、儲蓄和生活用品；公民的林木、牲畜和家禽；公民的文物、圖書資料；法律允許公民所有的生產(chǎn)資料；公民的著作權、專利權中的財產(chǎn)權利；公民的其他合法財產(chǎn)?！蔽覈睦^承法對于遺產(chǎn)范圍的規(guī)定采用了列舉加兜底的方式，顯然虛擬財產(chǎn)不屬于前六種界定。那虛擬財產(chǎn)是否屬于“公民的其他合法財產(chǎn)”？從《繼承法》所列舉的情況來看，被納入遺產(chǎn)范圍的財產(chǎn)既有有形的又有無形的。從這個角度來看，虛擬財產(chǎn)是可以被解釋為公民的其他合法財產(chǎn)的。但是我國大多數(shù)虛擬物品糾紛案件被定性為侵犯通信自由或者是破壞計算機信息系統(tǒng)罪等而非盜竊罪，似乎又不承認其是合法的財產(chǎn)性權利。隨著虛擬網(wǎng)絡世界的豐富，由網(wǎng)絡財產(chǎn)引發(fā)的糾紛時?？梢钥吹?，越來越多的虛擬物品迫切需要《繼承法》作出新的界定以對其進行管理。
（二）網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)可納入繼承法范圍的理由
對于網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)是歸網(wǎng)絡運營商所有還是用戶所有目前有兩種觀點，一種認為歸網(wǎng)絡運營商所有，即網(wǎng)絡賬號及其附屬物等一切都歸網(wǎng)絡運營商所有；另一種認為歸網(wǎng)絡用戶所有，即賬號歸網(wǎng)絡運營商所有，而由用戶自己從零到有創(chuàng)建起來的付出勞動或金錢等有價值的虛擬財產(chǎn)則歸用戶所有，如Q幣、網(wǎng)游裝備、網(wǎng)店信譽等。筆者贊同后一種觀點。網(wǎng)絡運營商和用戶通過自愿簽訂服務協(xié)議約定各自的權利和義務，網(wǎng)絡運營商通過提供網(wǎng)絡平臺的相關服務，并享有收取一定服務費用等的權利；而用戶負有支付費用等的義務，同時享有創(chuàng)建并使用平臺賬號等的相關權利。用戶在使用賬號的過程中所購買的Q幣、裝備等都是其花了一定的時間、精力、金錢等創(chuàng)建的屬于自己的虛擬財產(chǎn)，這樣的虛擬財產(chǎn)應屬于用戶的個人財產(chǎn)，用戶對這一部分財產(chǎn)具有排他支配的權利，即使是網(wǎng)絡運營商也不得隨意干涉。
網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的組成成分是十分復雜的，它的繼承并不是一概而論的。一個網(wǎng)絡財產(chǎn)可能由很多份網(wǎng)絡財產(chǎn)組成，就好像一組數(shù)據(jù)是由好幾個程序有效運行而形成一樣。對網(wǎng)絡財產(chǎn)進行繼承，首先要對其進行分割。將其分割成屬于網(wǎng)絡服務商和屬于網(wǎng)絡用戶的兩部分。這一標準可以遵循是否耗用了網(wǎng)絡用戶的勞動時間或者是網(wǎng)絡用戶是否付出了相應的對價，即在該虛擬財產(chǎn)初始狀態(tài)下至它現(xiàn)在所呈現(xiàn)的狀態(tài)間增值的部分。這一部分可按市場價來衡量其價值，沒有市場價值就按雙方協(xié)商的價格，雙方無法協(xié)商就參照該網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)相似的網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)的最近一段時間的市場價格。另一類網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)不具備財產(chǎn)意義上的增值部分，僅僅在該虛擬財產(chǎn)上增加了依附于具體人格的電子數(shù)據(jù)，如圖片、文字、郵箱地址等。這一類財產(chǎn)的繼承意義即安慰被繼承者親人的心靈的缺失，對他們具有不同的意義。有觀點指出這類財產(chǎn)的繼承會侵犯被繼承者的隱私。隱私是僅對于有權利能力的人而言的，自然人的權利能力止于死亡，當自然人死亡時，權利能力終止，自然也就不存在侵犯其隱私的可能?？梢詫⒕哂屑o念意義的部分作為財產(chǎn)拷貝出來作為網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)由繼承人繼承。
2012年由24歲淘寶女店主熬夜死亡而引起的淘寶店鋪繼承的討論對我國現(xiàn)行的《繼承法》造成了沖擊。下面以淘寶為例分析虛擬財產(chǎn)的繼承問題。根據(jù)2015年4月24日生效的《淘寶平臺服務協(xié)議》第4.1條店鋪管理中的第二款規(guī)定：“由于店鋪轉讓實質為店鋪經(jīng)營者賬戶的轉讓，店鋪轉讓的相關要求與限制請適用本協(xié)議3.2條賬戶轉讓條款。”根據(jù)該協(xié)議第3.2條規(guī)定：“由于用戶賬戶關聯(lián)用戶信用信息，僅當有法律明文規(guī)定、司法裁定或經(jīng)淘寶同意，并符合淘寶平臺規(guī)則規(guī)定的用戶賬戶轉讓流程的情況下，您可進行賬戶的轉讓。您的賬戶一經(jīng)轉讓，該賬戶項下的權利、義務一并轉移?！睆囊陨蟽蓷l規(guī)定可以看出，淘寶店鋪的轉移實質上是淘寶賬號的轉移，在有法律、司法裁定或者經(jīng)淘寶同意的情況下，只要符合一定淘寶規(guī)定的程序條件，就可以進行轉讓。目前淘寶同意的轉讓有兩種，即支持因離婚和繼承的情況下進行店鋪的過戶。在過戶的時候，賬號的權利和義務一并繼承。但是我國《繼承法》并未明確將虛擬財產(chǎn)納入繼承遺產(chǎn)的范圍內。然而這種需求是存在的，《繼承法》應對其進行明確規(guī)范。
三、關于網(wǎng)絡虛擬財產(chǎn)繼承立法的構想
我國《繼承法》自1985年實施以來已經(jīng)有30年了，人們所擁有的財產(chǎn)形式從有形到無形，從單一化到多樣化。隨著虛擬財產(chǎn)問題日漸突出，現(xiàn)代化的財產(chǎn)形式有待于被法律認可。虛擬財產(chǎn)繼承的客體表現(xiàn)為網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)的數(shù)字信息或磁條記錄，虛擬財產(chǎn)繼承的主體是繼承人。繼承人在向網(wǎng)絡運營商提供被繼承人死亡證明、遺囑等以及證明自己是繼承人的材料后有權享有被繼承人擁有的一切權利，如使用、下載、轉讓等，并對網(wǎng)絡服務商負有被繼承人應負有的一定義務，如給付一定的費用等。
那如何將虛擬財產(chǎn)納入《繼承法》的遺產(chǎn)界定范圍中呢？目前關于界定遺產(chǎn)范圍的規(guī)則，主要有三種立法模式：第一種是“正面概括加列舉”模式，如我國《繼承法》中規(guī)定遺產(chǎn)是公民死亡時遺留的個人合法財產(chǎn)，并列舉了七類具體的財產(chǎn)形態(tài)（第3條和第4條）；第二種為“正面概括加反面排除式”模式，如依我國臺灣地區(qū)“民法典”之規(guī)定，被繼承人財產(chǎn)上之一切權利是遺產(chǎn)，專屬于被繼承人本身者除外；第三種為“正面列舉式與排除式”相結合的模式，例如，在《葡萄牙民法典》中，列舉了四類屬于遺產(chǎn)的財產(chǎn)，并將基于性質或法律規(guī)定隨主體死亡而消滅的排除在外（第2025條和第2069條）。由于現(xiàn)在的財產(chǎn)形態(tài)和財產(chǎn)關系隨著社會的發(fā)展會不斷地變化，采用正面列舉恐怕無法跟上時展節(jié)奏，有些例外情形也難以規(guī)定。筆者認為第三種模式具有相對優(yōu)勢，既可以包含一定的例外情況，又能使公民有期待的可能性。把虛擬財產(chǎn)列入繼承范圍是迫切的，但是這又是需要等待的，將是一項長期任務。
【參考文獻】