按应用阶段分类

设计阶段模型：用于验证设备的结构合理性和功能可行性，常为数字模型。

生产阶段模型：指导加工制造的工艺模型（如模具模型、焊接夹具模型）。

运维阶段模型：用于设备维护、故障诊断的仿真模型（如有限元分析模型、故障树模型）。

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。

典型工业设备模型案例

数控机床模型

物理模型：展示主轴、刀库、导轨等关键部件的装配关系，用于职业院校教学。

数字模型：通过 CAM 软件生成加工路径，模拟零件切削过程，优化刀具轨迹。

工业机器人模型

数字模型：在 RobotStudio 等软件中仿真机器人抓取、焊接等动作，验证轨迹规划的合理性。

数字孪生模型：连接真实机器人的编码器数据，实时显示关节角度和负载状态。

化工设备模型

概念模型：用流程图表示反应釜、换热器、管道之间的物料流动和化学反应过程。

物理模型：按比例缩小的精馏塔模型，展示内部塔板结构和传质原理。

材料选择

材料类型 常见材质 成本特点 适用场景

非金属材料 塑料（ABS、亚克力）、木材、树脂 成本低、易加工，但强度和仿真度有限 教学模型、概念验证模型

金属材料 铝合金、钢、铜 成本高、加工难度大，但质感和耐用性强 高精度展示模型、工业原型

复合材料 碳纤维、玻璃纤维 轻量化、高强度，但价格昂贵 高端设备模型、航空航天模型