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(jié)構(gòu)、尺寸比例。

應用場景：產(chǎn)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。

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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)合物聯(lián)網(wǎng)（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。

建模技術(shù)

正向建模：從概念設計出發(fā)，通過 CAD 軟件逐步構(gòu)建設備的幾何結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。

逆向建模：通過三維掃描（如激光雷達、結(jié)構(gòu)光掃描儀）獲取現(xiàn)有設備的點云數(shù)據(jù)，反推三維模型，用于舊設備改造或仿制。

多物理場建模：結(jié)合流體力學（CFD）、有限元分析（FEA）等工具，模擬設備在溫度、壓力、電磁等多場耦合下的性能。

工業(yè)原型模型

場景：新產(chǎn)品研發(fā)階段的實體驗證模型（如航空發(fā)動機部件、精密機床原型）。

特點：高精度金屬加工，需通過強度測試、裝配驗證，可能涉及小批量生產(chǎn)。

成本范圍：

簡單部件模型：5 萬 - 20 萬元

復雜整機模型：50 萬 - 數(shù)百萬元（如汽車整車原型成本可達百萬級）