目前,以支持多领域协同CAx/DFx技术为特征的复杂产品的虚拟样机技术正成为制造业界产品研究、开发的热点。如何将分布、异构环境中的多领域工具集成起来进行有效的设计仿真工作已成为多学科虚拟样机技术应用过程中面临的主要挑战之一。工具软件的集成开发复杂度高,涉及学科范围广,现有的工具集成技术多采用紧耦合方式,在集成开发的灵活性、扩展性以及提供即插即用的能力方面存在不足。为了解决上述工具集成问题,本文首先针对虚拟样机工程中各领域多学科工具软件的异构性、分布性和多样性特点,提出一种通用的工具软件集成三层结构框架,集成框架结构包括平台层、集成实现层和应用层。框架设计遵循模型驱动体系结构,解耦集成业务逻辑和信息交互逻辑,基于统一的、标准接口的仿真组件实现工具的松耦合集成。然后研究工具软件集成的关键技术:异构工具一体化建模、工具适配器组件以及符合集成规范的工具接口。基于工具软件的集成方法如工具软件提供的应用编程接口、中间状态文件、用户子模块和间接集成实现典型工具的功能封装;设计工具适配器的机理,工具适配器提供异构学科模型求解控制和信息共享的功能,将工具软件封装成可装配在软总线上的仿真组件。接着采用代码自动生成器实现工具适配器。最后以某复杂产品虚拟样机协同开发为例,验证本文的工具集成技术,结果表明本文所研究和实现的工具软件集成技术能有效地解决多学科虚拟样机中的工具集成问题,为虚拟样机技术在工程制造中的应用提供多学科工具支持。