本书详细讲解了数字孪生技术在企业智能制造进程中的作用、操作方法以及相关的理论知识和技能操作。全书分为两部分：第一部分（项目1~项目3）为装备数字化设计与仿真，基于西门子机电一体化概念设计模块（NX MCD），包括颜色分类站仿真、加工检测站仿真和立体仓库虚拟调试三个项目，涵盖了基本对象设置、仿真序列、虚拟调试技术；第二部分（项目4~项目9）为生产线数字化设计与仿真，基于西门子工艺仿真解决方案（Tecnomatix Process Simulate），包括生产线仿真设计、气动平移工站仿真、智能仓储工站仿真、智能装配工站仿真、视觉检测工站仿真和智能检测生产线虚实联调六个项目，涵盖了设备的运动学和姿态创建、机器人仿真、虚拟调试和虚实联调。
本书基于成果导向的模式编写，将来源于企业的案例分解成项目，再细化到任务，讲解任务完成过程中用到的理论知识和实践技能，条理清晰，目标明确，可操作性强。同时本书还融入1 X证书对应的职业技能要求，让教材更具实用性。
本书内容由浅入深、循序渐进、图文并茂、实操性强，并有配套的课程资源。一方面，本书涉及的知识点和技能点均有讲解或演示视频，扫描二维码即可观看；另一方面，本书融入AR资源，用手机展示三维模型，在手机上即可查看产线的细微处，直观查看产线工艺。本书可作为高等职业院校机电一体化技术、电气自动化技术、智能控制技术等智能制造相关专业课程的教材或教学参考书，也可作为从事相关工作的工程技术人员的自学用书。
★融入1 X证书对应的职业技能要求
★基于成果导向，将企业案例分解成项目
★融入AR资源，可直观查看产线模型及工艺
★选用目前主流的仿真软件NX MCD和Tecnomatix Process Simulate
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。21世纪以来，全球制造业格局面临重大调整，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点，我国在新一轮发展中面临巨大挑战和机遇。党的二十大报告提出加快建设制造强国。为了实现从制造大国向制造强国的转变，我国提出了以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向的转型升级战略。而物理工厂与信息化虚拟工厂的交互和融合又是实现智造的前提之一。
目前，数字孪生作为实现物理工厂与虚拟工厂交互融合的最佳途径，被国内外相关学术界和企业高度关注。数字孪生技术实现了现实物理系统向数字化模型的反馈，形成了带有回路反馈的全生命追踪，使得各种基于数字化模型进行的仿真、分析、数据积累、数据挖掘，甚至人工智能的应用，都能确保自身与现实物理系统的适应性，这也是数字孪生对智能制造的意义所在。它不仅能够基于真实世界运营数据，更快、更高效地迭代和创新产品，提升产品质量，还可以提供必要的数据，实现可见性和可视化，帮助企业获得以前无法获得的洞察力，从而采取措施减少能源消耗、提高生产能力。
本书着眼于数字孪生这一前沿技术，围绕数字孪生技术在企业中的具体应用，详细讲解了数字孪生技术在智能制造进程中的作用、操作方法以及相关的理论知识和技能操作。按照由易到难、由部分到整体的设计思路，全书内容分为装备数字化设计与仿真、生产线数字化设计与仿真两部分，两部分内容分别选用目前主流的仿真软件NX MCD和Tecnomatix Process Simulate。
本书基于成果导向的模式编写，将来源于企业的案例分解成项目，再细化到任务，讲解任务完成过程中用到的理论知识和实践技能，条理清晰，目标明确，可操作性强。本书还参考生产线数字化仿真应用职业技能等级证书，对接职业技能要求，更具实用性，同时，根据课程内容，合理融入思政元素，项目中设有职业素养，将科学思维、家国情怀、职业精神、工匠精神和专业知识相结合，落实立德树人的根本目标。
本书由淄博职业学院张苗苗、李金亮主编，淄博职业学院于燕华、赵菲菲、曲振华和科斯特数字化智能科技（深圳）有限公司姜翰参编，依托大赛设备（上海犀浦智能制造实训平台）设计相应的任务。在编写中参考和引用了国内外许多专家、学者及工程技术人员最新出版的著作等资料，编者在此一并致谢。由于编者水平有限，在编写过程中难免有错漏之处，恳请读者批评指正。
编者
绪论
项目1颜色分类站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务1.1颜色分类站设备配置
任务提出
知识准备
1.1.1颜色分类站的工艺流程
1.1.2颜色分类站的设备及仿真方法
1.1.3软件术语及指令应用
任务实施
任务1.2颜色分类站仿真设置
任务提出
知识准备
1.2.1认识传感器
1.2.2软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 传送带的双向移动
练习题
项目2加工检测站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务2.1加工检测站配置
任务提出
知识准备
2.1.1加工检测站的工艺流程
2.1.2加工检测站的设备及仿真方法
2.1.3软件术语及指令应用
任务实施
任务2.2加工检测站仿真设置
任务提出
知识准备
2.2.1内部信号仿真
2.2.2软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 外部信号控制
练习题
项目3立体仓库虚拟调试
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务3.1立体仓库设备配置
任务提出
知识准备
3.1.1立体仓库的工艺流程
3.1.2立体仓库的结构及仿真方法
3.1.3软件术语及指令应用
任务实施
任务3.2立体仓库虚拟调试
任务提出
知识准备
3.2.1虚拟调试
3.2.2软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 NX MCD与真实PLC的连接
练习题
项目4生产线仿真设计
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务4.1任务规划
任务提出
知识准备
4.1.1任务分析
4.1.2任务规划重点
任务实施
任务4.2工艺流程分析
任务提出
知识准备
4.2.1认识工艺流程
4.2.2重点工艺环节
任务实施
任务4.3产线设计
任务提出
知识准备
4.3.1产线设计分析
4.3.2产线结构认识
任务实施
项目拓展 设计机器人产线
练习题
项目5气动平移工站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务5.1气动平移装置仿真
任务提出
知识准备
5.1.1气动平移装置介绍
5.1.2气动平移装置的运动分析及仿真方法
5.1.3软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 气动平移装置的握爪定义
练习题
项目6智能仓储工站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务6.1智能仓储工站认知
任务提出
知识准备
6.1.1智能仓储工站介绍
6.1.2智能仓储工站的运动分析及仿真方法
任务实施
任务6.2智能仓储工站设备配置
任务提出
知识准备
6.2.1智能仓储工站的设备介绍
6.2.2软件术语及指令应用
任务实施
任务6.3智能仓储工站时序仿真
任务提出
知识准备
6.3.1智能仓储工站的工作流程
6.3.2软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 三轴伺服机构的目标位置
运动控制
练习题
项目7智能装配工站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务7.1智能装配工站认知
任务提出
知识准备
7.1.1智能装配工站介绍
7.1.2智能装配工站的运动分析及仿真方法
任务实施
任务7.2智能装配工站设备配置
任务提出
知识准备
7.2.1智能装配工站设备介绍
7.2.2软件术语及指令应用
任务实施
任务7.3智能装配工站CEE仿真
任务提出
知识准备
7.3.1智能装配工站的工作流程
7.3.2CEE模式
7.3.3软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 多机器人协同工作仿真
练习题
项目8视觉检测工站仿真
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务8.1视觉检测工站认知
任务提出
知识准备
8.1.1视觉检测工站介绍
8.1.2视觉检测工站的运动分析及仿真方法
任务实施
任务8.2视觉检测工站设备配置
任务提出
知识准备
8.2.1视觉检测工站设备介绍
8.2.2软件术语及指令应用
任务实施
任务8.3视觉检测工站虚拟仿真
任务提出
知识准备
8.3.1视觉检测工站的工作流程
8.3.2基于虚拟PLC的软件在环虚拟调试
8.3.3软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 基于真实PLC的硬件在环虚拟调试
练习题
项目9智能检测生产线虚实联调
项目描述
技能证书要求
学习目标
学习导图
任务9.1真实的智能检测生产线设置
任务提出
知识准备
9.1.1智能检测生产线的设备组成
9.1.2智能检测生产线各个工站的工作原理
任务实施
任务9.2虚拟的智能检测生产线设置
任务提出
知识准备
9.2.1虚拟的智能检测生产线控制原理
9.2.2软件术语及指令应用
任务实施
任务9.3智能检测生产线虚实联调
任务提出
知识准备
9.3.1虚实联调
9.3.2软件术语及指令应用
任务实施
项目拓展 产线仿真的方法总结
练习题
参考文献
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