數(shù)字模型（虛擬模型）
利用計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件（如 SolidWorks、AutoCAD、CATIA 等）創(chuàng)建的三維虛擬模型，支持參數(shù)化設(shè)計和動態(tài)仿真。
應(yīng)用場景：研發(fā)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)分析、運動仿真、碰撞檢測；虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生系統(tǒng)等。
特點：可快速修改、支持多學(xué)科協(xié)同設(shè)計，與物理模型結(jié)合可實現(xiàn) “數(shù)字 - 實體” 閉環(huán)。
工業(yè)設(shè)備模型的核心作用
輔助設(shè)計研發(fā)
通過數(shù)字模型進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化（如輕量化設(shè)計）、運動仿真（如齒輪嚙合分析），減少物理原型試錯成本。
案例：汽車制造中，利用 CAE 模型模擬車身碰撞過程，提前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)弱點。
教學(xué)與培訓(xùn)
物理模型或虛擬仿真系統(tǒng)（如 3D 交互式培訓(xùn)軟件）可幫助操作人員熟悉設(shè)備原理和操作流程，降低實操風(fēng)險。
案例：核電站利用 1:1 比例的模擬控制臺培訓(xùn)操作員應(yīng)對緊急工況。
展示與溝通
在投標(biāo)、展會或客戶參觀時，模型可直觀呈現(xiàn)設(shè)備性能，增強溝通效率。
案例：工程機械廠商通過動態(tài)數(shù)字模型演示挖掘機的作業(yè)流程，吸引客戶。
預(yù)測與維護
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和大數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生模型可實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測故障并優(yōu)化維護計劃。
案例：風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)字孿生模型通過傳感器數(shù)據(jù)模擬葉片磨損情況，提前預(yù)警更換需求。
典型工業(yè)設(shè)備模型案例
數(shù)控機床模型
物理模型：展示主軸、刀庫、導(dǎo)軌等關(guān)鍵部件的裝配關(guān)系，用于職業(yè)院校教學(xué)。
數(shù)字模型：通過 CAM 軟件生成加工路徑，模擬零件切削過程，優(yōu)化刀具軌跡。
工業(yè)機器人模型
數(shù)字模型：在 RobotStudio 等軟件中仿真機器人抓取、焊接等動作，驗證軌跡規(guī)劃的合理性。
數(shù)字孿生模型：連接真實機器人的編碼器數(shù)據(jù)，實時顯示關(guān)節(jié)角度和負載狀態(tài)。
化工設(shè)備模型
概念模型：用流程圖表示反應(yīng)釜、換熱器、管道之間的物料流動和化學(xué)反應(yīng)過程。
物理模型：按比例縮小的精餾塔模型，展示內(nèi)部塔板結(jié)構(gòu)和傳質(zhì)原理。
工藝復(fù)雜度
簡單結(jié)構(gòu)模型：
僅需基礎(chǔ)切割、拼接（如板材雕刻、3D 打印），無復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
成本占比：材料成本占 60%-70%，人工加工成本占 30%-40%。
復(fù)雜功能模型：
需實現(xiàn)可動部件（如齒輪傳動、閥門啟閉）、燈光演示、流體模擬等功能，涉及機械傳動設(shè)計、電子控制系統(tǒng)集成。
成本占比：材料成本占 30%-40%，設(shè)計與加工成本占 60%-70%。
案例：
一個帶動態(tài)演示功能的工業(yè)機器人模型（含關(guān)節(jié)運動、傳感器燈光反饋）成本可達5 萬 - 20 萬元。
