产品的自动化生产线是由制造装备、检测设备、转运设备、交换托盘等构成的复杂制造系统,其状态关乎生产质量、生产效率和产能,研究具有理论意义和应用价值。然而当前的生产线设计方法,仅考虑生产线能否完成设定工序,设计出来的生产线往往难以验证设计方案的可行性,工艺数据分析存在应用瓶颈,同时车间动态可视化程度低。为解决生产线方案验证、工艺数据分析应用、车间可视化等问题,论文基于虚拟现实技术,以刹车盘柔性制造生产线（以下简称:刹车盘生产线）为载体,利用虚拟现实技术前瞻性、模拟性的特点,提出了一种刹车盘生产线虚拟仿真系统设计方案,并重点从三维数字化建模、仿真分析与优化、模型同步仿真等方面,开展了较全面深入的研究。因此,论文的主要研究内容如下:（1）刹车盘生产线三维数字化模型综合面向对象技术、仿真建模技术,考虑材质贴图等外观特性、坐标角度等空间特性以及正向运动学特性,建立了适用性强、拓展性好、易复用的刹车盘生产线三维数字化模型,为后续仿真优化、模型同步仿真奠定了基础。（2）刹车盘生产线三维数字化仿真分析与优化针对生产线设计方案验证问题,基于刹车盘生产线三维数字化模型,结合刹车盘结构特征和刹车盘生产线工艺流程,进行了刹车盘生产线制造过程三维数字化仿真,检查刹车盘生产线存在的问题。针对生产线效率评估与优化方式选择问题,利用Plant Simulation物流仿真软件建立物流模型,分析刹车盘生产线的产量、单个工件生产耗时、设备利用率等数据,并采用不同优化方式对刹车盘生产线工艺流程优化,对不同方式优化后的数据对比分析,提出优化方式选择建议。采用控制变量的方式进行物流仿真试验,探究每批次加工工件数对刹车盘生产线性能的影响,确定最合适的加工方案。（3）刹车盘生产线三维数字化模型同步仿真及交互式视角控制针对车间实时可视化问题,基于刹车盘生产线三维数字化模型,结合车间多源异构实时数据,进行刹车盘生产线三维数字化模型同步仿真,并通过对虚拟环境中摄像机视角的交互式控制,实现了对车间的全方位、多角度监控。