按技術(shù)領(lǐng)域分類
機(jī)械加工設(shè)備模型
如機(jī)床(車床、銑床、加工中心)、沖壓設(shè)備、鑄造設(shè)備等,重點(diǎn)體現(xiàn)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)、運(yùn)動軌跡和加工工藝。
動力設(shè)備模型
如發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等,注重內(nèi)部熱力循環(huán)、流體力學(xué)原理的展示。
自動化設(shè)備模型
如工業(yè)機(jī)器人、流水線生產(chǎn)線、智能倉儲設(shè)備等,強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)、傳感器布局和協(xié)同作業(yè)流程。
特種設(shè)備模型
如化工反應(yīng)釜、礦山機(jī)械、航空航天設(shè)備等,需結(jié)合特定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工況進(jìn)行建模。
按應(yīng)用階段分類
設(shè)計(jì)階段模型:用于驗(yàn)證設(shè)備的結(jié)構(gòu)合理性和功能可行性,常為數(shù)字模型。
生產(chǎn)階段模型:指導(dǎo)加工制造的工藝模型(如模具模型、焊接夾具模型)。
運(yùn)維階段模型:用于設(shè)備維護(hù)、故障診斷的仿真模型(如有限元分析模型、故障樹模型)。
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(cuò)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(xiǎn)。
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(shí),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(shí)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。
數(shù)字孿生技術(shù)
將物理設(shè)備與數(shù)字模型實(shí)時(shí)映射,通過傳感器采集數(shù)據(jù)驅(qū)動模型動態(tài)更新,實(shí)現(xiàn) “虛擬監(jiān)控實(shí)體、實(shí)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(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),輔助遠(yuǎn)程運(yùn)維。