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本書詳細(xì)講解了數(shù)字孿生技術(shù)在企業(yè)智能制造進(jìn)程中的作用、操作方法以及相關(guān)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(shù)字化設(shè)計與仿真，基于西門子機電一體化概念設(shè)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(diào)試三個項目，涵蓋了基本對象設(shè)置、仿真序列、虛擬調(diào)試技術(shù)；第二部分（項目4~項目9）為生產(chǎn)線數(shù)字化設(shè)計與仿真，基于西門子工藝仿真解決方案（Tecnomatix Process Simulate），包括生產(chǎn)線仿真設(shè)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(chǎn)線虛實聯(lián)調(diào)六個項目，涵蓋了設(shè)備的運動學(xué)和姿態(tài)創(chuàng)建、機器人仿真、虛擬調(diào)試和虛實聯(lián)調(diào)。
本書基于成果導(dǎo)向的模式編寫，將來源于企業(yè)的案例分解成項目，再細(xì)化到任務(wù)，講解任務(wù)完成過程中用到的理論知識和實踐技能，條理清晰，目標(biāo)明確，可操作性強。同時本書還融入1 X證書對應(yīng)的職業(yè)技能要求，讓教材更具實用性。
本書內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)、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(chǎn)線的細(xì)微處，直觀查看產(chǎn)線工藝。本書可作為高等職業(yè)院校機電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、智能控制技術(shù)等智能制造相關(guān)專業(yè)課程的教材或教學(xué)參考書，也可作為從事相關(guān)工作的工程技術(shù)人員的自學(xué)用書。

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。21世紀(jì)以來，全球制造業(yè)格局面臨重大調(diào)整，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)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(shè)制造強國。為了實現(xiàn)從制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變，我國提出了以提質(zhì)增效為中心，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向的轉(zhuǎn)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(xiàn)智造的前提之一。
目前，數(shù)字孿生作為實現(xiàn)物理工廠與虛擬工廠交互融合的最佳途徑，被國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)界和企業(yè)高度關(guān)注。數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)了現(xiàn)實物理系統(tǒng)向數(shù)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(shù)字化模型進(jìn)行的仿真、分析、數(shù)據(jù)積累、數(shù)據(jù)挖掘，甚至人工智能的應(yīng)用，都能確保自身與現(xiàn)實物理系統(tǒng)的適應(yīng)性，這也是數(shù)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(shù)據(jù)，更快、更高效地迭代和創(chuàng)新產(chǎn)品，提升產(chǎn)品質(zhì)量，還可以提供必要的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)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(chǎn)能力。
本書著眼于數(shù)字孿生這一前沿技術(shù)，圍繞數(shù)字孿生技術(shù)在企業(yè)中的具體應(yīng)用，詳細(xì)講解了數(shù)字孿生技術(shù)在智能制造進(jìn)程中的作用、操作方法以及相關(guān)的理論知識和技能操作。按照由易到難、由部分到整體的設(shè)計思路，全書內(nèi)容分為裝備數(shù)字化設(shè)計與仿真、生產(chǎn)線數(shù)字化設(shè)計與仿真兩部分，兩部分內(nèi)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(dǎo)向的模式編寫，將來源于企業(yè)的案例分解成項目，再細(xì)化到任務(wù)，講解任務(wù)完成過程中用到的理論知識和實踐技能，條理清晰，目標(biāo)明確，可操作性強。本書還參考生產(chǎn)線數(shù)字化仿真應(yīng)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(jù)課程內(nèi)容，合理融入思政元素，項目中設(shè)有職業(yè)素養(yǎng)，將科學(xué)思維、家國情懷、職業(yè)精神、工匠精神和專業(yè)知識相結(jié)合，落實立德樹人的根本目標(biāo)。
本書由淄博職業(yè)學(xué)院張苗苗、李金亮主編，淄博職業(yè)學(xué)院于燕華、趙菲菲、曲振華和科斯特數(shù)字化智能科技（深圳）有限公司姜翰參編，依托大賽設(shè)備（上海犀浦智能制造實訓(xùn)平臺）設(shè)計相應(yīng)的任務(wù)。在編寫中參考和引用了國內(nèi)外許多專家、學(xué)者及工程技術(shù)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(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)1.1顏色分類站設(shè)備配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
1.1.1顏色分類站的工藝流程
1.1.2顏色分類站的設(shè)備及仿真方法
1.1.3軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)1.2顏色分類站仿真設(shè)置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
1.2.1認(rèn)識傳感器
1.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展傳送帶的雙向移動
練習(xí)題
項目2加工檢測站仿真
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)2.1加工檢測站配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
2.1.1加工檢測站的工藝流程
2.1.2加工檢測站的設(shè)備及仿真方法
2.1.3軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)2.2加工檢測站仿真設(shè)置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
2.2.1內(nèi)部信號仿真
2.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展外部信號控制
練習(xí)題
項目3立體倉庫虛擬調(diào)試
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)3.1立體倉庫設(shè)備配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
3.1.1立體倉庫的工藝流程
3.1.2立體倉庫的結(jié)構(gòu)及仿真方法
3.1.3軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)3.2立體倉庫虛擬調(diào)試
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
3.2.1虛擬調(diào)試
3.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展 NX MCD與真實PLC的連接
練習(xí)題
項目4生產(chǎn)線仿真設(shè)計
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)4.1任務(wù)規(guī)劃
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
4.1.1任務(wù)分析
4.1.2任務(wù)規(guī)劃重點
任務(wù)實施
任務(wù)4.2工藝流程分析
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
4.2.1認(rèn)識工藝流程
4.2.2重點工藝環(huán)節(jié)
任務(wù)實施
任務(wù)4.3產(chǎn)線設(shè)計
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
4.3.1產(chǎn)線設(shè)計分析
4.3.2產(chǎn)線結(jié)構(gòu)認(rèn)識
任務(wù)實施
項目拓展設(shè)計機器人產(chǎn)線
練習(xí)題
項目5氣動平移工站仿真
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)5.1氣動平移裝置仿真
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展氣動平移裝置的握爪定義
練習(xí)題
項目6智能倉儲工站仿真
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)6.1智能倉儲工站認(rèn)知
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(wù)實施
任務(wù)6.2智能倉儲工站設(shè)備配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
6.2.1智能倉儲工站的設(shè)備介紹
6.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)6.3智能倉儲工站時序仿真
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
6.3.1智能倉儲工站的工作流程
6.3.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展三軸伺服機構(gòu)的目標(biāo)位置
運動控制
練習(xí)題
項目7智能裝配工站仿真
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)7.1智能裝配工站認(rèn)知
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(wù)實施
任務(wù)7.2智能裝配工站設(shè)備配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
7.2.1智能裝配工站設(shè)備介紹
7.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)7.3智能裝配工站CEE仿真
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展多機器人協(xié)同工作仿真
練習(xí)題
項目8視覺檢測工站仿真
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)8.1視覺檢測工站認(rèn)知
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(wù)實施
任務(wù)8.2視覺檢測工站設(shè)備配置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
8.2.1視覺檢測工站設(shè)備介紹
8.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)8.3視覺檢測工站虛擬仿真
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)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(diào)試
8.3.3軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展基于真實PLC的硬件在環(huán)虛擬調(diào)試
練習(xí)題
項目9智能檢測生產(chǎn)線虛實聯(lián)調(diào)
項目描述
技能證書要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)導(dǎo)圖
任務(wù)9.1真實的智能檢測生產(chǎn)線設(shè)置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
9.1.1智能檢測生產(chǎn)線的設(shè)備組成
9.1.2智能檢測生產(chǎn)線各個工站的工作原理
任務(wù)實施
任務(wù)9.2虛擬的智能檢測生產(chǎn)線設(shè)置
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
9.2.1虛擬的智能檢測生產(chǎn)線控制原理
9.2.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
任務(wù)9.3智能檢測生產(chǎn)線虛實聯(lián)調(diào)
任務(wù)提出
知識準(zhǔn)備
9.3.1虛實聯(lián)調(diào)
9.3.2軟件術(shù)語及指令應(yīng)用
任務(wù)實施
項目拓展產(chǎn)線仿真的方法總結(jié)
練習(xí)題
參考文獻(xiàn)

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