數(shù)字模型（虛擬模型）

利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（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(jì)和動(dòng)態(tài)仿真。

應(yīng)用場景：研發(fā)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)仿真、碰撞檢測；虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生系統(tǒng)等。

特點(diǎn)：可快速修改、支持多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)，與物理模型結(jié)合可實(shí)現(xiàn) “數(shù)字 - 實(shí)體” 閉環(huán)。

工業(yè)設(shè)備模型的核心作用

輔助設(shè)計(jì)研發(fā)

通過數(shù)字模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化（如輕量化設(shè)計(jì)）、運(yùn)動(dòng)仿真（如齒輪嚙合分析），減少物理原型試錯(cuò)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(diǎn)。

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(shí)操風(fēng)險(xiǎn)。

案例：核電站利用 1:1 比例的模擬控制臺(tái)培訓(xùn)操作員應(yīng)對(duì)緊急工況。

展示與溝通

在投標(biāo)、展會(huì)或客戶參觀時(shí)，模型可直觀呈現(xiàn)設(shè)備性能，增強(qiáng)溝通效率。

案例：工程機(jī)械廠商通過動(dòng)態(tài)數(shù)字模型演示挖掘機(jī)的作業(yè)流程，吸引客戶。

預(yù)測與維護(hù)

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和大數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生模型可實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測故障并優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃。

案例：風(fēng)力發(fā)電機(jī)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。

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。

工業(yè)原型模型

場景：新產(chǎn)品研發(fā)階段的實(shí)體驗(yàn)證模型（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件、精密機(jī)床原型）。

特點(diǎn)：高精度金屬加工，需通過強(qiáng)度測試、裝配驗(yàn)證，可能涉及小批量生產(chǎn)。

成本范圍：

簡單部件模型：5 萬 - 20 萬元

復(fù)雜整機(jī)模型：50 萬 - 數(shù)百萬元（如汽車整車原型成本可達(dá)百萬級(jí)）