材料热加工（包括金属材料的铸造、锻压、焊接、热处理和高分子材料的注塑）是将材料制成机械零部件的成形与改性方法。热加工工艺模拟优化技术亦称热加工虚拟制造，它以过程的精确数理建模为基础，以数值模拟及相应的精确测试为手段，能够在计算机逼真的拟实环境中动态模拟热加工过程，预测加工工件的组织性能质量，从而实现热加工工艺的优化设计。该项技术是信息化提升传统工艺水平的重要实例。它的成功应用，将改变热加工工艺设计长期依赖经验的落后状况，使热加工逐步由"技艺"走向"科学"，从而确保关键大件一次制造成功，大批量生产工件实现一次试模成功。
    
    “九五”期间，各种热加工过程的数理建模、缺陷形成机理、算法、不同物理场合等基础性研究均获得较大进展；模拟对象已由宏观的形状、尺寸、孔洞、变形发展到相变、晶粒度、显微缺陷等微观模拟阶段；模拟尺度由毫米进入到微米级。在焊接凝固裂纹和氢致裂纹的模拟阶段、大锻件混晶缺陷模拟预测等方面已做出具有国际前沿水平的成果。
    
    通过协同攻关，中国已推出铸件三维充型凝固、FDM/FEM温度-应力集成分析、热锻三维成形-晶粒度演化、塑料熔体三维流动-传热等工艺模拟优化软件，并在铸造、锻压、注塑生产中获得越来越广泛的应用。在大型企业（包括主要科技型企业）及重大工件试制中，工艺模拟优化已成为重要的方法和手段。