制造行业市场竞争的日益激烈和市场需求的动态多变,多品种、变批量、面向订单的生产模式成为主流,柔性和响应速度逐渐成为影响企业竞争力的主要因素。结合Unity在虚拟现实领域的应用和制造业的发展,提出了基于Unity引擎的制造单元仿真系统。在物理系统构建之前,对车间和加工设备进行三维建模,采用三维仿真技术对制造单元的布局进行优化;在产品正式投入生产之前,在虚拟环境下对制造单元进行运行仿真,有效地解决柔性布局和响应速度问题。首先,制造单元仿真系统开发之前,要对场景和模型进行处理和优化,采用光照贴图烘焙、法线贴图和LOD等技术极大的提高仿真系统的性能。其次,针对虚拟设备可根据制造任务快速重构布局问题进行研究,提出一种引入DE策略的NSGA-II多目标遗传算法解决鲁棒性布局模型。在Unity3D平台上对最终的布局结果进行三维呈现,便于用户发现布局存在的问题,并允许用户对设备进行调整以完善布局结果。最后,以一个柔性制造单元为例,分析柔性制造单元的构建方法和待加工工件的加工工艺,用本文提出的布局算法进行布局设计,最后根据物流调度信息,对该单元进行运行仿真。本文使用SolidWorks+3Ds Max对物体进行三维建模和优化,提高场景的渲染速度;采用引入DE策略的NSGA-II多目标优化算法对制造单元的设备布局进行优化,解决柔性布局的问题;在虚拟场景下,对制造单元进行运行仿真,对产品的整体生产过程进行预测。