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。

工业设备模型的核心作用

辅助设计研发

通过数字模型进行结构优化（如轻量化设计）、运动仿真（如齿轮啮合分析），减少物理原型试错成本。

案例：汽车制造中，利用 CAE 模型模拟车身碰撞过程，提前发现结构弱点。

教学与培训

物理模型或虚拟仿真系统（如 3D 交互式培训软件）可帮助操作人员熟悉设备原理和操作流程，降低实操风险。

案例：核电站利用 1:1 比例的模拟控制台培训操作员应对紧急工况。

展示与沟通

在投标、展会或客户参观时，模型可直观呈现设备性能，增强沟通效率。

案例：工程机械厂商通过动态数字模型演示挖掘机的作业流程，吸引客户。

预测与维护

结合物联网（IoT）和大数据，数字孪生模型可实时监控设备状态，预测故障并优化维护计划。

案例：风力发电机的数字孪生模型通过传感器数据模拟叶片磨损情况，提前预警更换需求。

仿真技术

运动仿真：验证机械部件的运动干涉和轨迹合理性（如机器人路径规划）。

热力学仿真：分析设备散热、能量损耗等问题（如电机温升模拟）。

控制仿真：通过 PLC（可编程逻辑控制器）虚拟调试，验证自动化程序的逻辑正确性。

工业原型模型

场景：新产品研发阶段的实体验证模型（如航空发动机部件、精密机床原型）。

特点：高精度金属加工，需通过强度测试、装配验证，可能涉及小批量生产。

成本范围：

简单部件模型：5 万 - 20 万元

复杂整机模型：50 万 - 数百万元（如汽车整车原型成本可达百万级）