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)。

工業(yè)設備模型的核心作用

輔助設計研發(fā)

通過數(shù)字模型進行結構優(yōu)化（如輕量化設計）、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)結構弱點。

教學與培訓

物理模型或虛擬仿真系統(tǒng)（如 3D 交互式培訓軟件）可幫助操作人員熟悉設備原理和操作流程，降低實操風險。

案例：核電站利用 1:1 比例的模擬控制臺培訓操作員應對緊急工況。

展示與溝通

在投標、展會或客戶參觀時，模型可直觀呈現(xiàn)設備性能，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。

預測與維護

結合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和大數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生模型可實時監(jiān)控設備狀態(tài)，預測故障并優(yōu)化維護計劃。

案例：風力發(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，提前預警更換需求。

數(shù)字孿生技術

將物理設備與數(shù)字模型實時映射，通過傳感器采集數(shù)據(jù)驅動模型動態(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)線設備的運行參數(shù)，輔助遠程運維。

工業(yè)原型模型

場景：新產(chǎn)品研發(fā)階段的實體驗證模型（如航空發(fā)動機部件、精密機床原型）。

特點：高精度金屬加工，需通過強度測試、裝配驗證，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

復雜整機模型：50 萬 - 數(shù)百萬元（如汽車整車原型成本可達百萬級）