物理模型(实体模型)
通过材料(如金属、塑料、木材等)手工或机械加工制作的实体模型,直观展示设备的外观结构、尺寸比例。
应用场景:产品原型展示、工业设计验证、展览展会等。
特点:可触摸、立体感强,但制作成本较高,修改难度大。
建模技术
正向建模:从概念设计出发,通过 CAD 软件逐步构建设备的几何结构和装配关系。
逆向建模:通过三维扫描(如激光雷达、结构光扫描仪)获取现有设备的点云数据,反推三维模型,用于旧设备改造或仿制。
多物理场建模:结合流体力学(CFD)、有限元分析(FEA)等工具,模拟设备在温度、压力、电磁等多场耦合下的性能。
仿真技术
运动仿真:验证机械部件的运动干涉和轨迹合理性(如机器人路径规划)。
热力学仿真:分析设备散热、能量损耗等问题(如电机温升模拟)。
控制仿真:通过 PLC(可编程逻辑控制器)虚拟调试,验证自动化程序的逻辑正确性。
数字孪生技术
将物理设备与数字模型实时映射,通过传感器采集数据驱动模型动态更新,实现 “虚拟监控实体、实体反馈虚拟” 的闭环。
应用场景:智能工厂中,数字孪生模型可实时显示生产线设备的运行参数,辅助远程运维。