概念模型

以簡化或抽象的方式表達設(shè)備功能或原理的模型，不注重細節(jié)結(jié)構(gòu)，常用于理論分析或流程演示（如流程圖、方框圖）。

應(yīng)用場景：系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、工藝規(guī)劃、教學(xué)中的原理講解。

工業(yè)設(shè)備模型的核心作用

輔助設(shè)計研發(fā)

通過數(shù)字模型進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化（如輕量化設(shè)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(jié)構(gòu)弱點。

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，降低實操風(fēng)險。

案例：核電站利用 1:1 比例的模擬控制臺培訓(xùn)操作員應(yīng)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(shè)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(yù)測與維護

結(jié)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(shè)備狀態(tài)，預(yù)測故障并優(yōu)化維護計劃。

案例：風(fēng)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(yù)警更換需求。

建模技術(shù)

正向建模：從概念設(shè)計出發(fā)，通過 CAD 軟件逐步構(gòu)建設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。

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

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

仿真技術(shù)

運動仿真：驗證機械部件的運動干涉和軌跡合理性（如機器人路徑規(guī)劃）。

熱力學(xué)仿真：分析設(shè)備散熱、能量損耗等問題（如電機溫升模擬）。

控制仿真：通過 PLC（可編程邏輯控制器）虛擬調(diào)試，驗證自動化程序的邏輯正確性。