概念模型

以简化或抽象的方式表达设备功能或原理的模型，不注重细节结构，常用于理论分析或流程演示（如流程图、方框图）。

应用场景：系统架构设计、工艺规划、教学中的原理讲解。

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。

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。

典型工业设备模型案例

数控机床模型

物理模型：展示主轴、刀库、导轨等关键部件的装配关系，用于职业院校教学。

数字模型：通过 CAM 软件生成加工路径，模拟零件切削过程，优化刀具轨迹。

工业机器人模型

数字模型：在 RobotStudio 等软件中仿真机器人抓取、焊接等动作，验证轨迹规划的合理性。

数字孪生模型：连接真实机器人的编码器数据，实时显示关节角度和负载状态。

化工设备模型

概念模型：用流程图表示反应釜、换热器、管道之间的物料流动和化学反应过程。

物理模型：按比例缩小的精馏塔模型，展示内部塔板结构和传质原理。