物理模型（實(shí)體模型）

通過(guò)材料（如金屬、塑料、木材等）手工或機(jī)械加工制作的實(shí)體模型，直觀(guān)展示設(shè)備的外觀(guān)結(jié)構(gòu)、尺寸比例。

應(yīng)用場(chǎng)景：產(chǎn)品原型展示、工業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、展覽展會(huì)等。

特點(diǎn)：可觸摸、立體感強(qiáng)，但制作成本較高，修改難度大。

按應(yīng)用階段分類(lèi)

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(shù)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(guò)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(dòng)仿真（如齒輪嚙合分析），減少物理原型試錯(cuò)成本。

案例：汽車(chē)制造中，利用 CAE 模型模擬車(chē)身碰撞過(guò)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(tái)培訓(xùn)操作員應(yīng)對(duì)緊急工況。

展示與溝通

在投標(biāo)、展會(huì)或客戶(hù)參觀(guān)時(shí)，模型可直觀(guān)呈現(xiàn)設(shè)備性能，增強(qiáng)溝通效率。

案例：工程機(jī)械廠(chǎng)商通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)字模型演示挖掘機(jī)的作業(yè)流程，吸引客戶(hù)。

預(yù)測(cè)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(cè)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(guò)傳感器數(shù)據(jù)模擬葉片磨損情況，提前預(yù)警更換需求。

典型工業(yè)設(shè)備模型案例

數(shù)控機(jī)床模型

物理模型：展示主軸、刀庫(kù)、導(dǎo)軌等關(guān)鍵部件的裝配關(guān)系，用于職業(yè)院校教學(xué)。

數(shù)字模型：通過(guò) CAM 軟件生成加工路徑，模擬零件切削過(guò)程，優(yōu)化刀具軌跡。

工業(yè)機(jī)器人模型

數(shù)字模型：在 RobotStudio 等軟件中仿真機(jī)器人抓取、焊接等動(dòng)作，驗(yàn)證軌跡規(guī)劃的合理性。

數(shù)字孿生模型：連接真實(shí)機(jī)器人的編碼器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示關(guān)節(jié)角度和負(fù)載狀態(tài)。

化工設(shè)備模型

概念模型：用流程圖表示反應(yīng)釜、換熱器、管道之間的物料流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(gòu)和傳質(zhì)原理。