數(shù)字模型（虛擬模型）

利用計算機輔助設計（CAD）軟件（如 SolidWorks、AutoCAD、CATIA 等）創(chuàng)建的三維虛擬模型，支持參數(shù)化設計和動態(tài)仿真。

應用場景：研發(fā)設計中的結構分析、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、支持多學科協(xié)同設計，與物理模型結合可實現(xiàn) “數(shù)字 - 實體” 閉環(huán)。

按技術領域分類

機械加工設備模型

如機床（車床、銑床、加工中心）、沖壓設備、鑄造設備等，重點體現(xiàn)機械傳動結構、運動軌跡和加工工藝。

動力設備模型

如發(fā)動機、汽輪機、壓縮機等，注重內(nèi)部熱力循環(huán)、流體力學原理的展示。

自動化設備模型

如工業(yè)機器人、流水線生產(chǎn)線、智能倉儲設備等，強調(diào)控制系統(tǒng)、傳感器布局和協(xié)同作業(yè)流程。

特種設備模型

如化工反應釜、礦山機械、航空航天設備等，需結合特定行業(yè)標準和工況進行建模。

建模技術

正向建模：從概念設計出發(fā)，通過 CAD 軟件逐步構建設備的幾何結構和裝配關系。

逆向建模：通過三維掃描（如激光雷達、結構光掃描儀）獲取現(xiàn)有設備的點云數(shù)據(jù)，反推三維模型，用于舊設備改造或仿制。

多物理場建模：結合流體力學（CFD）、有限元分析（FEA）等工具，模擬設備在溫度、壓力、電磁等多場耦合下的性能。

典型工業(yè)設備模型案例

數(shù)控機床模型

物理模型：展示主軸、刀庫、導軌等關鍵部件的裝配關系，用于職業(yè)院校教學。

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)，實時顯示關節(jié)角度和負載狀態(tài)。

化工設備模型

概念模型：用流程圖表示反應釜、換熱器、管道之間的物料流動和化學反應過程。

物理模型：按比例縮小的精餾塔模型，展示內(nèi)部塔板結構和傳質(zhì)原理。