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| 編輯推薦： |
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围绕数字孪生技术在企业中的具体应用，详细讲解了智能生产线的设备建模、虚拟仿真、内部信号仿真和虚拟调试的全过程基于成果导向的模式编写，将来源于企业的实践案例分解成项目，再细化到任务，详细讲解了任务完成过程中用到的理论知识和实践技能践行产教融合理念，充分融入新方法、新技术、新工艺、新标准，突显实践性和应用性中国轻工业“十四五”规划教材
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| 內容簡介： |
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本书详细讲解了智能生产线从设备建模到虚拟仿真，再到虚拟调试的全过程的相关理论知识和技能操作方法。全书共有6个项目：项目1主要基于西门子机电一体化概念设计(NX MCD)认识装备虚拟调试；项目2介绍了原料库的工艺仿真；项目3介绍了装备内部的信号控制仿真；项目4介绍了装备软件的在环虚拟调试；项目5介绍了包装工作站的工艺仿真；项目6介绍了仓储工作站的工艺仿真。本书内容涵盖了设备的虚拟仿真、内部信号仿真和虚拟调试。本书内容由浅入深、循序渐进、图文并茂、实操性强。可作为高等院校和职业本科院校智能制造工程技术、机械电子工程技术和自动化技术与应用等专业相关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参考用书。
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| 關於作者： |
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王明伟，教授，博士研究生，硕士生导师。现任智能制造—模具产业学院副院长，智能制造工程专业和智慧生产微专业负责人。入选辽宁省“百千万人才工程”千人层次。从事材料成型数值模拟和智能制造与数字孪生技术研究。兼任中国机械工业教育协会高等工程教育智能制造工程专业教学委员会委员、中国机械工程学会卓越工程师教育联盟智能制造专业委员会委员、中国模具工业协会人才培训部专家委员会副主任委员。
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| 目錄：
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前言项目1 认识装备虚拟调试 1项目描述 1技能证书要求 2学习目标 2学习导图 2任务1.1 认识基于NX的虚拟调试技术 3任务提出 3知识准备 31.1.1 虚拟调试技术 31.1.2 虚拟调试的目的 41.1.3 虚拟调试的优点 41.1.4 NX 简介 51.1.5 NX MCD 简介 6任务1.2 安装NX软件 7任务提出 7知识准备 71.2.1 NX软件的安装环境 71.2.2 NX软件安装的注意事项 8任务实施 81.2.3 NX 软件安装 81.2.4 NX界面介绍 12练习题 15项目２ 原料库工艺仿真 16项目描述 16技能证书要求 17学习目标 17学习导图 17任务2.1 原料库基本机电对象创建 18任务提出 18知识准备 182.1.1 伺服模组介绍 182.1.2 伸缩气缸介绍 212.1.3 软件术语及指令 23任务实施 252.1.4 原料库站点的模型处理 252.1.5 创建基本机电属性 26任务2.2 原料库仿真序列的创建 39任务提出 39知识准备 392.2.1 立体库介绍 392.2.2 工艺过程分析 402.2.3 软件术语及指令 41任务实施 412.2.4 条件序列的创建 412.2.5 执行序列的创建 45练习题 51项目3 装备内部信号控制仿真 52项目描述 52技能证书要求 53学习目标 53学习导图 53任务3.1 信号对象设置 54任务提出 54知识准备 543.1.1 信号的定义及应用 543.1.2 MCD信号 553.1.3 软件术语及指令 55任务实施 573.1.4 装备输出信号创建 573.1.5 装备输入信号创建 61任务3.2 信号控制仿真 65任务提出 65知识准备 653.2.1 控制逻辑 653.2.2 信号与设备的映射 663.2.3 软件术语及指令 67任务实施 693.2.4 逻辑关系指定 693.2.5 信号控制仿真验证 71练习题 79项目4 装备软件在环虚拟调试 80项目描述 80技能证书要求 80学习目标 81学习导图 81任务4.1 虚拟环境搭建及通信 81任务提出 81知识准备 824.1.1 在环测试 824.1.2 MCD通信方式 834.1.3 软件术语及指令 85任务实施 854.1.4 虚拟软件设置 854.1.5 MCD通信建立 88任务4.2 PLC程序的虚拟调试 90任务提出 90知识准备 904.2.1 PLC编程 904.2.2 软件术语及指令 91任务实施 964.2.3 PLC程序编辑 964.2.4 MCD虚拟调试 109练习题 115项目５ 包装工作站仿真 116项目描述 116技能证书要求 116学习目标 117学习导图 117任务5.1 包装站点仿真设置 117任务提出 117知识准备 1185.1.1 包装站点认识 1185.1.2 包装站点设备介绍 118任务实施 1205.1.3 包装站点的模型处理 1205.1.4 包装站点的机电对象设置 123任务5.2 包装站点仿真创建 155任务提出 155知识准备 1555.2.1 包装站点工艺过程 1555.2.2 包装站点工艺过程仿真 156任务实施 1565.2.3 工作站操作创建 1565.2.4 仿真验证 166练习题 168项目6 仓储工作站仿真 169项目描述 169技能证书要求 169学习目标 170学习导图 170任务6.1 仓储站点仿真设置 170任务提出 170知识准备 1716.1.1 仓储站点认识 1716.1.2 仓储站点设备介绍 171任务实施 1736.1.3 仓储站点的模型处理 1736.1.4 仓储站点的机电对象设置 176任务6.2 仓储站点仿真创建 192任务提出 192知识准备 1936.2.1 仓储站点工艺过程 1936.2.2 仓储站点工艺过程仿真 194任务实施 1946.2.3 仓储站点操作创建 1946.2.4 仿真验证 197练习题 198参考文献 199
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| 內容試閱：
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随着制造业与信息技术的不断发展和进步，尤其在新一代信息技术及工业技术迅猛发展的推动下，制造业正面临信息新时代带来的巨大冲击与挑战。为此，各国提出了相应的发展战略，如德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”和英国的“工业2050”等战略。两化融合、互联网 以及新型工业化战略的不断深入推进和深化发展，对推进我国制造业数字化转型、网络化协同和智能化变革，实现制造业的高质量发展具有重要意义。生产线作为工业自动化的核心组成部分，是现代工业中应用非常普遍的生产体系。智能生产线作为智能制造的一种重要表现形式，更能反映工业智能化水平。智能生产线是在专业化和自动化生产线相结合的基础上，通过将大量智能设备、智能元器件应用到产品加工关键环节，同时在其他生产环节应用自动化技术，从而实现物料、设备和工装等的自动识别、搬运和装夹。相比于传统生产线，智能生产线更多依赖于智能化的生产流程，节省了人力、物力和财力，提高了企业的竞争力。然而，智能生产线在无人柔性生产过程中也面临着一些困难，尤其是存在着生产线组装调试周期长、优化实施难、监控不准确以及预测维护难等关键问题。利用数字孪生技术可以通过建造生产制造的虚拟仿真模型，利用生产线的历史数据、实时数据等信息，建立物理空间与虚拟空间的交互链接，实现物理本体与虚拟模型之间的不断迭代循环和交互反馈，以达到虚实融合的目的。通过在信息空间中建立生产线的数字化模型与仿真环境，以虚拟仿真的方式完成生产线的优化以及优化方法的验证，然后将优化数据导入实际生产线，实现生产优化。利用数字孪生技术对智能生产线的应用进行研究，能够帮助制造企业在生产线建设及投产前，在虚拟空间中对拟建生产线进行建模仿真、调试验证以及分析优化，尽早发现生产线中的缺陷和问题；同时，能够在生产线实际运行过程中，对生产过程进行可视化监控和设备预测性维护，以提高生产线智能化水平，从而实现生产过程优化。MCD 是基于Siemens PLM Software 的NX 系列产品，主要用于机电一体化产品零件和组件运动行为的模拟，从而实现机构的虚拟仿真和评估。NX MCD 集机械、电气和自动化设计于一体，可以进行多学科协同设计。借助MCD 中基于物理场的交互式仿真，动力学模型的运动行为与物理世界中真实设备的行为是一样的，亦即“所见即所得”。MCD 还具有面向其他工具和学科的开放式接口，支持软件在环和硬件在环的虚拟调试。TIA 博途是将工程组态和软件项目环境相结合，以支持基于模型的虚拟调试并通过控制组件与机器或系统的机电系统进行交互。实现这一目标的关键是S7-PLCSIM Advanced 高级仿真器，它支持生成虚拟PLC，以模拟 S7-1500 或 ET 200SP 硬件，同时支持将虚拟 PLC 连接到 NX MCD 仿真平台，在系统或机器环境中对机电一体化设备进行全面验证。本书着眼于数字孪生这一前沿技术，按照由易到难、由部分到整体的设计思路，围绕数字孪生技术在企业中的具体应用，详细讲解了智能生产线的设备建模、虚拟仿真、内部信号仿真和虚拟调试的全过程，同时还介绍了生产线的操作方法以及相关的理论知识和技能操作要点。本书基于成果导向的模式编写，将来源于企业的实践案例分解成项目，再细化到任务，详细讲解了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，本书参考《生产线数字化仿真应用职业技能等级标准》，对接职业技能要求，更具有实用性。本书由大连工业大学王明伟教授、科斯特数字化智能科技（深圳） 有限公司姜翰总经理任主编，张尧、张文超和赵秀君任副主编，参编人员有王珍、郭方营、张苗苗、张海波、李小虎、李孟龙、谢灿宇、刘澳、刘绍亮。本书在编写过程中参阅了相关著作，以及有关期刊、互联网资料。同时本书获得了中国轻工业“十四五”规划教材立项支持，在此表示衷心感谢！由于编者水平有限，书中内容难免有不当之处，恳请各位读者不吝斧正。编 者
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