本書詳細講解了數字孿生技術在企業(yè)智能制造進程中的作用、操作方法以及相關的理論知識和技能操作。全書分為兩部分：第一部分（項目1~項目3）為裝備數字化設計與仿真，基于西門子機電一體化概念設計模塊（NX MCD），包括顏色分類站仿真、加工檢測站仿真和立體倉庫虛擬調試三個項目，涵蓋了基本對象設置、仿真序列、虛擬調試技術；第二部分（項目4~項目9）為生產線數字化設計與仿真，基于西門子工藝仿真解決方案（Tecnomatix Process Simulate），包括生產線仿真設計、氣動平移工站仿真、智能倉儲工站仿真、智能裝配工站仿真、視覺檢測工站仿真和智能檢測生產線虛實聯調六個項目，涵蓋了設備的運動學和姿態(tài)創(chuàng)建、機器人仿真、虛擬調試和虛實聯調。
本書基于成果導向的模式編寫，將來源于企業(yè)的案例分解成項目，再細化到任務，講解任務完成過程中用到的理論知識和實踐技能，條理清晰，目標明確，可操作性強。同時本書還融入1 X證書對應的職業(yè)技能要求，讓教材更具實用性。
本書內容由淺入深、循序漸進、圖文并茂、實操性強，并有配套的課程資源。一方面，本書涉及的知識點和技能點均有講解或演示視頻，掃描二維碼即可觀看；另一方面，本書融入AR資源，用手機展示三維模型，在手機上即可查看產線的細微處，直觀查看產線工藝。本書可作為高等職業(yè)院校機電一體化技術、電氣自動化技術、智能控制技術等智能制造相關專業(yè)課程的教材或教學參考書，也可作為從事相關工作的工程技術人員的自學用書。
★融入1 X證書對應的職業(yè)技能要求
★基于成果導向，將企業(yè)案例分解成項目
★融入AR資源，可直觀查看產線模型及工藝
★選用目前主流的仿真軟件NX MCD和Tecnomatix Process Simulate
制造業(yè)是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。21世紀以來，全球制造業(yè)格局面臨重大調整，新一代信息技術與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠的產業(yè)變革，形成新的生產方式、產業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經濟增長點，我國在新一輪發(fā)展中面臨巨大挑戰(zhàn)和機遇。黨的二十大報告提出加快建設制造強國。為了實現從制造大國向制造強國的轉變，我國提出了以提質增效為中心，以加快新一代信息技術與制造業(yè)深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向的轉型升級戰(zhàn)略。而物理工廠與信息化虛擬工廠的交互和融合又是實現智造的前提之一。
目前，數字孿生作為實現物理工廠與虛擬工廠交互融合的最佳途徑，被國內外相關學術界和企業(yè)高度關注。數字孿生技術實現了現實物理系統(tǒng)向數字化模型的反饋，形成了帶有回路反饋的全生命追蹤，使得各種基于數字化模型進行的仿真、分析、數據積累、數據挖掘，甚至人工智能的應用，都能確保自身與現實物理系統(tǒng)的適應性，這也是數字孿生對智能制造的意義所在。它不僅能夠基于真實世界運營數據，更快、更高效地迭代和創(chuàng)新產品，提升產品質量，還可以提供必要的數據，實現可見性和可視化，幫助企業(yè)獲得以前無法獲得的洞察力，從而采取措施減少能源消耗、提高生產能力。
本書著眼于數字孿生這一前沿技術，圍繞數字孿生技術在企業(yè)中的具體應用，詳細講解了數字孿生技術在智能制造進程中的作用、操作方法以及相關的理論知識和技能操作。按照由易到難、由部分到整體的設計思路，全書內容分為裝備數字化設計與仿真、生產線數字化設計與仿真兩部分，兩部分內容分別選用目前主流的仿真軟件NX MCD和Tecnomatix Process Simulate。
本書基于成果導向的模式編寫，將來源于企業(yè)的案例分解成項目，再細化到任務，講解任務完成過程中用到的理論知識和實踐技能，條理清晰，目標明確，可操作性強。本書還參考生產線數字化仿真應用職業(yè)技能等級證書，對接職業(yè)技能要求，更具實用性，同時，根據課程內容，合理融入思政元素，項目中設有職業(yè)素養(yǎng)，將科學思維、家國情懷、職業(yè)精神、工匠精神和專業(yè)知識相結合，落實立德樹人的根本目標。
本書由淄博職業(yè)學院張苗苗、李金亮主編，淄博職業(yè)學院于燕華、趙菲菲、曲振華和科斯特數字化智能科技（深圳）有限公司姜翰參編，依托大賽設備（上海犀浦智能制造實訓平臺）設計相應的任務。在編寫中參考和引用了國內外許多專家、學者及工程技術人員最新出版的著作等資料，編者在此一并致謝。由于編者水平有限，在編寫過程中難免有錯漏之處，懇請讀者批評指正。
編者
緒論
項目1顏色分類站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務1.1顏色分類站設備配置
任務提出
知識準備
1.1.1顏色分類站的工藝流程
1.1.2顏色分類站的設備及仿真方法
1.1.3軟件術語及指令應用
任務實施
任務1.2顏色分類站仿真設置
任務提出
知識準備
1.2.1認識傳感器
1.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 傳送帶的雙向移動
練習題
項目2加工檢測站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務2.1加工檢測站配置
任務提出
知識準備
2.1.1加工檢測站的工藝流程
2.1.2加工檢測站的設備及仿真方法
2.1.3軟件術語及指令應用
任務實施
任務2.2加工檢測站仿真設置
任務提出
知識準備
2.2.1內部信號仿真
2.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 外部信號控制
練習題
項目3立體倉庫虛擬調試
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務3.1立體倉庫設備配置
任務提出
知識準備
3.1.1立體倉庫的工藝流程
3.1.2立體倉庫的結構及仿真方法
3.1.3軟件術語及指令應用
任務實施
任務3.2立體倉庫虛擬調試
任務提出
知識準備
3.2.1虛擬調試
3.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 NX MCD與真實PLC的連接
練習題
項目4生產線仿真設計
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務4.1任務規(guī)劃
任務提出
知識準備
4.1.1任務分析
4.1.2任務規(guī)劃重點
任務實施
任務4.2工藝流程分析
任務提出
知識準備
4.2.1認識工藝流程
4.2.2重點工藝環(huán)節(jié)
任務實施
任務4.3產線設計
任務提出
知識準備
4.3.1產線設計分析
4.3.2產線結構認識
任務實施
項目拓展 設計機器人產線
練習題
項目5氣動平移工站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務5.1氣動平移裝置仿真
任務提出
知識準備
5.1.1氣動平移裝置介紹
5.1.2氣動平移裝置的運動分析及仿真方法
5.1.3軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 氣動平移裝置的握爪定義
練習題
項目6智能倉儲工站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務6.1智能倉儲工站認知
任務提出
知識準備
6.1.1智能倉儲工站介紹
6.1.2智能倉儲工站的運動分析及仿真方法
任務實施
任務6.2智能倉儲工站設備配置
任務提出
知識準備
6.2.1智能倉儲工站的設備介紹
6.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
任務6.3智能倉儲工站時序仿真
任務提出
知識準備
6.3.1智能倉儲工站的工作流程
6.3.2軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 三軸伺服機構的目標位置
運動控制
練習題
項目7智能裝配工站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務7.1智能裝配工站認知
任務提出
知識準備
7.1.1智能裝配工站介紹
7.1.2智能裝配工站的運動分析及仿真方法
任務實施
任務7.2智能裝配工站設備配置
任務提出
知識準備
7.2.1智能裝配工站設備介紹
7.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
任務7.3智能裝配工站CEE仿真
任務提出
知識準備
7.3.1智能裝配工站的工作流程
7.3.2CEE模式
7.3.3軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 多機器人協同工作仿真
練習題
項目8視覺檢測工站仿真
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務8.1視覺檢測工站認知
任務提出
知識準備
8.1.1視覺檢測工站介紹
8.1.2視覺檢測工站的運動分析及仿真方法
任務實施
任務8.2視覺檢測工站設備配置
任務提出
知識準備
8.2.1視覺檢測工站設備介紹
8.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
任務8.3視覺檢測工站虛擬仿真
任務提出
知識準備
8.3.1視覺檢測工站的工作流程
8.3.2基于虛擬PLC的軟件在環(huán)虛擬調試
8.3.3軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 基于真實PLC的硬件在環(huán)虛擬調試
練習題
項目9智能檢測生產線虛實聯調
項目描述
技能證書要求
學習目標
學習導圖
任務9.1真實的智能檢測生產線設置
任務提出
知識準備
9.1.1智能檢測生產線的設備組成
9.1.2智能檢測生產線各個工站的工作原理
任務實施
任務9.2虛擬的智能檢測生產線設置
任務提出
知識準備
9.2.1虛擬的智能檢測生產線控制原理
9.2.2軟件術語及指令應用
任務實施
任務9.3智能檢測生產線虛實聯調
任務提出
知識準備
9.3.1虛實聯調
9.3.2軟件術語及指令應用
任務實施
項目拓展 產線仿真的方法總結
練習題
參考文獻
書單推薦
