數(shù)字孿生技術(shù)

將物理設(shè)備與數(shù)字模型實(shí)時(shí)映射，通過傳感器采集數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型動(dòng)態(tài)更新，實(shí)現(xiàn) “虛擬監(jiān)控實(shí)體、實(shí)體反饋虛擬” 的閉環(huán)。

應(yīng)用場(chǎng)景：智能工廠中，數(shù)字孿生模型可實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，輔助遠(yuǎn)程運(yùn)維。

典型工業(yè)設(shè)備模型案例

數(shù)控機(jī)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(jī)器人模型

數(shù)字模型：在 RobotStudio 等軟件中仿真機(jī)器人抓取、焊接等動(dòng)作，驗(yàn)證軌跡規(guī)劃的合理性。

數(shù)字孿生模型：連接真實(shí)機(jī)器人的編碼器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示關(guān)節(jié)角度和負(fù)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(dòng)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(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模型：

僅需基礎(chǔ)切割、拼接（如板材雕刻、3D 打?。瑹o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(shí)現(xiàn)可動(dòng)部件（如齒輪傳動(dòng)、閥門啟閉）、燈光演示、流體模擬等功能，涉及機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)、電子控制系統(tǒng)集成。

成本占比：材料成本占 30%-40%，設(shè)計(jì)與加工成本占 60%-70%。

案例：

一個(gè)帶動(dòng)態(tài)演示功能的工業(yè)機(jī)器人模型（含關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、傳感器燈光反饋）成本可達(dá)5 萬 - 20 萬元。

精度與表面處理

低精度模型：

允許尺寸誤差 ±2mm，表面粗糙（如 3D 打印未打磨），成本較低。

高精度模型：

誤差控制在 ±0.1mm 以內(nèi)，表面需拋光、電鍍、噴漆等工藝（如鏡面效果、金屬拉絲），成本可增加 30%-50%。

案例：

汽車廠商用于展覽的 1:1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型，經(jīng)精細(xì)涂裝和紋理處理后，成本可能從基礎(chǔ)款的8 萬元升至15 萬元。