虚拟调试(VC)技术允许制造和控制工程师虚拟模拟制造生产系统，并验证物理包装机、运输系统、汽车生产系统、机器人工作单元和控制系统都将按照设计的物理功能运行。
VC使用一个虚拟模型来表示机械、电气和控制系统的精确三维仿真，以在实现之前验证生产系统的物理功能。在此之前，整合不同工程学科的内在复杂性需要一个劳动密集型的调试过程。VC技术和应用的开发是为了大大减少或消除物理过程，缩短启动时间，最终显著节省成本。
最初的VC应用是作为产品生命周期管理供应商提供的整体数字化制造组合的一部分出现的。在这里，机器、机器人工作单元和生产系统的3D CAD模型可以用于虚拟模拟运动和生产功能。VC的另一部分涉及创建软件来模拟控制系统，以虚拟地测试物理系统。今天，我们看到传统风险投资与最近出现的数字双胞胎概念和实现的融合。
VC的进化
自动化行业长期以来一直承认使用虚拟模型来模拟物理系统性能的好处，在进入耗时和昂贵的物理调试过程之前，可以识别集成问题。然而，要成功实现VC，虚拟工厂模型必须准确。虽然这些类型的仿真模型在航空航天和汽车工业中取得了一些成功，但总体自动化市场并非如此。
控制工程师和自动化研究人员组织了四类一类一般控制发展：
- 物理调试，涉及在不借助虚拟建模工具的情况下对物理系统(工厂生产系统)进行硬件测试。
- 应用程序模型（MIL）应用程序创建可编程逻辑控制器（PLC），人机接口（HMIS）和电气和机械系统的逻辑模型。该应用程序将逻辑模型连接到生产系统的仿真模型。
- 软件在循环(SiL)是运行逻辑模型的软件代码。
- 硬件在环测试，它使用虚拟生产系统模型来测试硬件控制器。这有时被称为控件仿真。
实际的VC过程通常是使用MIL，SIL和HIL同时的迭代方法。一旦MIL完成，控件工程师使用SIL测试验证模型中的逻辑是否一旦编译成机器代码，就会一致。如果此阶段没有找到错误，则通过将软件编译到物理PLC或HMI上来进行最终的HIL测试。如今，强大的VC开发和仿真平台的供应商通常提供符合此方法的一系列仿真和VC应用。
VC成为数字双胞胎的一部分
今天，我们看到成熟的风险投资技术与最近出现的跨行业和商业的数字孪生技术的融合。尽管VC代表机器和生产系统的仿真和建模实际上验证系统和控制自动化,数字化双范围广泛,包括从物理机器获取传感器数据和系统的操作和使用该数据来创建实时模拟。由于其实时特性，数字双胞胎可以在系统运行时模拟系统，允许制造商监控系统，创建调整模型，并对系统进行更改。
模型驱动的数字双进VC
为了让VC成为一种跨越制造和自动化的实用技术，自动化通才需要能够创建和使用复杂仿真应用的虚拟模型。先进的、模型驱动的设计方法的发展已经采取了数字孪生的形式。此外，应用于当今生产系统的仿真建模的不断进步，提供了比早期和简单的VC建模工具更健壮和准确的虚拟表示。此外，模型渲染和连接的软件开发标准也得到了显著的改进。综上所述，这些使得VC在自动化行业中更加实用。
模型驱动的数字双胞胎
有了系统设计建模工具，模型驱动的数字孪生体的创建可以与设计过程同时开始。模型驱动的数字双胞胎使VC更易于使用，并为整个自动化过程添加了先进的仿真技术和能力。
调试过程的主要目标是物理或虚拟，是将一个完全集成的，组装和验证的机械，电气和控制软件生产系统进行操作。成功VC实现的挑战超出了自动化硬件的实质性模拟控制逻辑。它涉及将机械，电气和软件逻辑设计的所有工程学科集成到系统设计方法中，该方法将每个系统的限制标准化为另一个系统的约束。
