Współczesne realia w sektorze górniczym, takie jak koncentracja produkcji zwiększają wymagania jakościowe, niezawodnościowe i funkcjonalne. Jednocześnie ciągle skraca się faza próbnej pracy prototypu materialnego w warunkach in – situ. Ograniczenia związane z badaniem prototypów materialnych maszyn górniczych wymuszają poszukiwanie nowych metod prototypowania. Jedną z nich jest metoda tworzenia wirtualnych prototypów maszyn górniczych, która pozwala na zbadanie przyszłego środka technicznego we wczesnych fazach projektowania.

Wirtualne prototypowanie jest procesem tworzenia oraz badania wirtualnego prototypu. Rozpoczyna się od budowy modeli geometrycznych produktów, na których następnie przeprowadzane są symulacje komputerowe, co pokazano na rysunku. Wirtualne prototypowanie obejmuje proces projektowania, wytwarzania, serwisu, jak również recyklingu. Z kolei wirtualny prototyp jest zbiorem modeli kryterialnych tego samego środka technicznego. Modele kryterialne tworzone są dla wcześniej przyjętych stanów kryterialnych. Stanami kryterialnymi, w aspekcie wytrzymałościowym, mogą być wybrane, krytyczne zestawy obciążeń lub podparć. Identyfikacja stanów kryterialnych odbywa się zarówno podczas eksploatacji, jak i na stanowisku badawczym. W ramach projektu prototypy wirtualne poddano weryfikacji w następujących aspektach: wytrzymałościowym, funkcjonalnym, ergonomicznym.

W pracy prototypy wirtualne badano między innymi przy zastosowaniu oprogramowania opartego o metodę elementów skończonych (MES), program do analizy kinematyki i dynamiki układów wieloczłonowych (MBS), metodę odwrotnego projektowania (RE) oraz program do wizualizacji i analiz układów antropotechnicznych. Metoda budowy wirtualnych prototypów zawiera wytyczne dla tworzenia modeli obliczeniowych maszyn górniczych, ze szczególnym uwzględnieniem ich późniejszej walidacji. Weryfikację modeli kryterialnych wirtualnego prototypu przeprowadzono na stanowisku badawczym dostępnym w CMG KOMAG.