物理模型（實(shí)體模型）

通過材料（如金屬、塑料、木材等）手工或機(jī)械加工制作的實(shí)體模型，直觀展示設(shè)備的外觀結(jié)構(gòu)、尺寸比例。

應(yīng)用場景：產(chǎn)品原型展示、工業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、展覽展會等。

特點(diǎn)：可觸摸、立體感強(qiáng)，但制作成本較高，修改難度大。

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(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。

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(biāo)、展會或客戶參觀時，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。

建模技術(shù)

正向建模：從概念設(shè)計(jì)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(dá)、結(jié)構(gòu)光掃描儀）獲取現(xiàn)有設(shè)備的點(diǎn)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。

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）