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(jié)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(jié)合特定行業(yè)標準和工況進行建模。

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(jié)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(jié)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(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。

仿真技術

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）。

熱力學仿真：分析設備散熱、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。

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(jié)構和傳質(zhì)原理。