物理模型(實體模型)
通過材料(如金屬、塑料、木材等)手工或機械加工制作的實體模型,直觀展示設備的外觀結構、尺寸比例。
應用場景:產品原型展示、工業(yè)設計驗證、展覽展會等。
特點:可觸摸、立體感強,但制作成本較高,修改難度大。
數(shù)字模型(虛擬模型)
利用計算機輔助設計(CAD)軟件(如 SolidWorks、AutoCAD、CATIA 等)創(chuàng)建的三維虛擬模型,支持參數(shù)化設計和動態(tài)仿真。
應用場景:研發(fā)設計中的結構分析、運動仿真、碰撞檢測;虛擬調試、數(shù)字孿生系統(tǒng)等。
特點:可快速修改、支持多學科協(xié)同設計,與物理模型結合可實現(xiàn) “數(shù)字 - 實體” 閉環(huán)。
概念模型
以簡化或抽象的方式表達設備功能或原理的模型,不注重細節(jié)結構,常用于理論分析或流程演示(如流程圖、方框圖)。
應用場景:系統(tǒng)架構設計、工藝規(guī)劃、教學中的原理講解。
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
結合物聯(lián)網(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。