數(shù)字孿生技術(shù)
將物理設(shè)備與數(shù)字模型實時映射,通過傳感器采集數(shù)據(jù)驅(qū)動模型動態(tài)更新,實現(xiàn) “虛擬監(jiān)控實體、實體反饋虛擬” 的閉環(huán)。
應(yīng)用場景:智能工廠中,數(shù)字孿生模型可實時顯示生產(chǎn)線設(shè)備的運行參數(shù),輔助遠(yuǎn)程運維。
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(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?。?,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(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)動機模型,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。