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工業(yè)自動(dòng)化數字孿生仿真系統
1、工業(yè)自動(dòng)化數字孿生仿真系統功能
（1）產(chǎn)品設計與優(yōu)化：要求借助數字化軟件進(jìn)行產(chǎn)品設計與優(yōu)化，借住于平臺實(shí)現產(chǎn)品設計更加模塊標準化、數據規范化、通過(guò)電子流程提高流程審批透明度，并確保在投產(chǎn)前使這些模型以最高的效率運轉。通過(guò)讓工程師在虛擬調試中看到計劃成果，同時(shí)通過(guò)虛擬調試能及時(shí)的發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題，從而避免產(chǎn)品在實(shí)際調試過(guò)程中發(fā)現問(wèn)題而使周期延誤，避免浪費寶貴的資源來(lái)解決現實(shí)中的問(wèn)題。
數字化軟件利用產(chǎn)量仿真來(lái)優(yōu)化決定生產(chǎn)系統產(chǎn)能的參數。系統通過(guò)將產(chǎn)品布局與事件驅動(dòng)型仿真結合在一起，促進(jìn)這種優(yōu)化的實(shí)現。這樣便可以快速開(kāi)發(fā)和分析多個(gè)產(chǎn)品方案，從而消除瓶頸、提高效率并增加產(chǎn)量。
（2）產(chǎn)品零部件規劃與驗證：要求通過(guò)數字化軟件實(shí)現產(chǎn)品零部件規劃與驗證，可以準確高效地定義制造流程計劃并直接將其與生產(chǎn)系統關(guān)聯(lián)起來(lái)。有效管理此計劃的數據對該流程而言至關(guān)重要。制造規劃團隊必須能夠輕松獲得這些信息，根據按順序執行的流程步驟組織這些信息，并使車(chē)間工作人員能夠輕松訪(fǎng)問(wèn)其最新版本。借助此解決方案中的零件規劃功能，可以重復使用經(jīng)過(guò)檢驗的制造流程，從而縮短規劃時(shí)間，確保車(chē)間工作人員使用首選的方法和資源。當車(chē)間人員和系統訪(fǎng)問(wèn)制造規劃數據并將其直接應用到生產(chǎn)中時(shí)，還能夠減少錯誤和延遲。
（3）自動(dòng)化設計：要求可通過(guò)提供操作順序，支持更高效的軟件開(kāi)發(fā)。操作順序根特圖能以PLCopen XML 標準格式導出，用于行為和順序描述，這種格式廣泛用于開(kāi)發(fā)可編程邏輯控制器 (PLC) 代碼的自動(dòng)化工程工具中。
（4）設計驗證：要求不間斷地評估設計，以保證其符合標準和規范要求。自動(dòng)的檢查工具根據需要和法規要求、工程規則以及最佳實(shí)踐對設計進(jìn)行驗證。從而消除代價(jià)高昂的錯誤和重新設計。
（5）仿真分析：要求運用仿真分析，可以快速、精確地模擬和分析產(chǎn)品的性能特征。實(shí)時(shí)仿真解決最復雜的計算機輔助工程問(wèn)題，從而可以及時(shí)提供分析結果以對設計進(jìn)行修正。通過(guò)管理仿真數據和流程，對性能信息的查看，并提供關(guān)鍵的工作流控制和最佳實(shí)踐框架。
（7.1.2）工業(yè)自動(dòng)化數字孿生仿真系統功能組成要求：
（1）產(chǎn)品建模：提供草圖設計、各種曲線(xiàn)生成、編輯、布爾運算、掃掠實(shí)體旋轉實(shí)體、沿導軌掃掠、尺寸驅動(dòng)、定義、編輯變量及其表達式、非參數化模型后參數化等工具。
（2）自由曲面建模：高級曲面建模工具，實(shí)體和曲面建模技術(shù)融合在一起，提供生成、編輯和評估復雜曲面的強大功能。
（3）高級裝配：增加產(chǎn)品級大裝配設計的特殊功能：可以靈活過(guò)濾裝配結構的數據調用控制； 高速大裝配著(zhù)色；大裝配干涉檢查功能。
（4）基于物理場(chǎng)引擎運算： 仿真技術(shù)基于物理場(chǎng)引擎，可以基于簡(jiǎn)化數學(xué)模型將實(shí)際物理行為引入虛擬環(huán)境，可運行已定義好的驅動(dòng)器物理場(chǎng)，包括位置、方向、目標和速度等，并提供多種工具，指定時(shí)間、位置和操作順序。仿真技術(shù)易于使用，借助優(yōu)化的現實(shí)環(huán)境建模，可迅速定義機械概念和所需的機械行為。
（5）支持多種 3D 模型格式：與 軟件無(wú)縫集成。同時(shí)能夠讀取 Solidworks，Pro/E、Catia 等不同三維設計軟件的數據格式，支持導入 Step、X_t 和 IGES 等中性數據格式，將不同來(lái)源的三維數據模型導入平臺。
（6）支持機電一體化協(xié)作式工程設計方式，機械、電氣、自動(dòng)化設計驗證工作在同一平臺中協(xié)作完成，可以模擬真實(shí)設備自動(dòng)控制流程。
（7）傳感器：具備多種傳感器種類(lèi)如:碰撞傳感器、距離傳感器、位置傳感器、傾角傳感器、加速傳感器、通用傳感器、限位開(kāi)關(guān)、繼電器等。
（8）碰撞體設計，可設置碰撞體不同材料之間的碰撞效果。
（9）同時(shí)還支持其他多種模型運動(dòng)副、約束、耦合副、液壓缸，液壓閥，氣缸，氣動(dòng)閥、位置控制、速度控制以及凸輪仿真的凸輪曲線(xiàn)圖等功能進(jìn)行參數設置實(shí)現控制仿真。
（10）可配合 PLC 編程仿真 PID 控制。
（11）支持多種外部通訊協(xié)議，如：OPC DA/UA 、SHM、Matlab、PlcSim、TCP、UDP、Profinet 等�？蓪�(shí)現外部數據變量批量導入，實(shí)現外部控制變量快速映射關(guān)聯(lián)，方便快捷。
2、MES制造執行系統（提供系統界面截圖）
MES系統要求貼近真實(shí)企業(yè)環(huán)境，產(chǎn)品下單多樣性，數據類(lèi)型全面，支持Web端多地，多用戶(hù)操作查看。服務(wù)型制造信息化管理系統為其量身定制軟件，選手所有工作任務(wù)均從個(gè)性化需求訂單及共線(xiàn)生產(chǎn)出發(fā)，允許用戶(hù)通過(guò)平臺進(jìn)行任務(wù)下發(fā)，并進(jìn)行共線(xiàn)生產(chǎn)的全自動(dòng)化作業(yè)。從訂單加工、生產(chǎn)、裝配到成品的檢測入庫，訂單制造過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節，均可通過(guò)MES 軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)與追蹤。
單元包含產(chǎn)品信息、生產(chǎn)訂單、排程信息、設備信息以及各單元數據狀態(tài)信息。
（1）產(chǎn)品信息：可根據任務(wù)需求隊產(chǎn)品數據編輯，完成產(chǎn)品后續下單。
（2）生產(chǎn)管理：包括生產(chǎn)訂單和排程信息功能，可對其產(chǎn)品進(jìn)行訂單的創(chuàng )建，明細的添加，訂單下發(fā)等。
（3）數據管理單元：可對設備信息采集，包括產(chǎn)品生產(chǎn)、下單等數量狀態(tài)；可對設備電能數據和環(huán)境數據采集，包括電壓、功率、溫度、濕度、大氣壓力、振動(dòng)數據等信息；可對輸送單元、供料單元、檢測單元、裝配單元、搬運單元、倉儲單元、RFID等各單元的狀態(tài)相關(guān)數據采集跟蹤。
3、可視化管理系統
要求可以完成生產(chǎn)可視化、設備狀態(tài)可視化、設備狀態(tài)管理可視化、維保過(guò)程數字化、維保經(jīng)驗數字化等功能。
4、云平臺系統
云平臺要求采用國產(chǎn)企業(yè)級平臺，界面制作便捷，功能豐富，數據處理穩定，操作方便。
云平臺功能要求包括設備接入、設備管理、數據存儲、數據展示、數據分析、用戶(hù)管理、維保工單、配方管理等功能。平臺免編程可快速便捷實(shí)現產(chǎn)品與系統的聯(lián)接，實(shí)現物聯(lián)平臺�？蓪�(shí)現多樣快捷的連接監控方式（業(yè)務(wù)系統、地圖、視頻監控）， 實(shí)時(shí)、精準的數據信息來(lái)源，精準高效的數據透視（柱狀圖、趨勢圖、定制數據透視報表），設備間更緊密的組合聯(lián)動(dòng)（ 多臺 PLC 構成的設備系統的集中監控）。
云平臺功能：
（1）項目配置：項目支持導入、導出、刪除、編輯，方便操作，包括設備配置、項目組態(tài)配置、報警源配置、設備狀態(tài)統計、條件賦值、報表。
（2）組態(tài)頁(yè)功能，提供不同類(lèi)型可編輯的基礎元件、基礎和高級控件，通過(guò)圖形化界面呈現相關(guān)數據信息，使用戶(hù)能夠一目了然地查看整個(gè)系統的狀態(tài)信息，組態(tài)界面用戶(hù)可自定義，包括界面的布局，顏色，控件等。
基礎元件：直線(xiàn)，圓，矩形，文本，圖片，折線(xiàn)，多邊形，表格等；
基礎控件：按鈕、指示燈、按鈕指示燈、數據顯示、數據輸入、數據控制、組合框輸入、滑動(dòng)輸入、畫(huà)面跳轉、變量圖片等。
高級控件： 環(huán)形圖、棒圖、流體、輪播動(dòng)畫(huà)、歷史曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、日期時(shí)間、實(shí)時(shí)事件、歷史事件、天氣、視頻控件、功能鍵、功能域。
（3）可根據需求編輯多個(gè)組態(tài)畫(huà)面同時(shí)進(jìn)行組合排列顯示；
（7.5）電氣設計系統
要求電氣設計系統是一款易學(xué)易用的專(zhuān)業(yè)級電氣工程設計軟件，所有功能和命令是專(zhuān)為電氣工程而設計，憑借面向圖形和面向對象兩種設計方式之間的靈活切換幫助工程師大幅提升設計效率。強大的功能利于用戶(hù)實(shí)現快速原理圖設計、多種報表自動(dòng)生成、工程項目管理等等。軟件自動(dòng)生成的設計資料，并可直接用于生產(chǎn)、裝配、采購和維修。
（1）要求軟件簡(jiǎn)單化-易學(xué)易用：避免簡(jiǎn)單項目復雜設計的問(wèn)題，軟件操作指令簡(jiǎn)單、方便，沒(méi)有復雜的設置，使初學(xué)者能夠快速地掌握軟件的各項功能，并進(jìn)行項目的設計。
（2）要求軟件標準化-數據管理：經(jīng)過(guò)調研已經(jīng)結合行業(yè)經(jīng)驗梳理電氣業(yè)務(wù)流程和標準，制定基于數據庫格式的電氣標準環(huán)境，包含符號庫、設備庫、圖紙模板、設計規則規范、設計習慣、項目模板等。
（3）要求軟件智能化-高效設計：利用電氣設計平臺的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢，結合軟件的快捷操作、自動(dòng)處理等功能，提高設計效率，優(yōu)化設計過(guò)程，實(shí)現智能化的設計方式。軟件帶有快捷的電位線(xiàn)及電線(xiàn)繪制工具，如：可以快速繪制電位線(xiàn)，快速繪制三相線(xiàn)、正交線(xiàn)。符號還可以自動(dòng)連線(xiàn)，電線(xiàn)可以跟隨符號延伸或者縮短，符號可以根據電線(xiàn)方向自動(dòng)旋轉，快速復制多個(gè)對象等等。
（4）要求軟件數據化-智能制造：軟件是一款基于數據庫的軟件。它只需要繪制原理圖，軟件可以一鍵式的自動(dòng)生成所有所需的表單以及各種帶圖形的列表，例如產(chǎn)品列表、零件列表、接線(xiàn)信息、電線(xiàn)電纜信息、以及端子連接信息，這些列表的信息能準確無(wú)誤的對原理圖進(jìn)行統計。把列表表單提供給采購部門(mén)，提高整個(gè)項目的整體進(jìn)度；把圖形化的列表，提供給裝配部門(mén)，用圖形化信息使得接線(xiàn)更容易理解，接線(xiàn)更準確。軟件可以無(wú)縫集成到PDM、ERP等生產(chǎn)與管理系統中。
軟件功能要求：
1.1軟件作為一個(gè)獨立的windows程序，兼容目前所有的windows系統。
1.2軟件的用戶(hù)可以輕松地對工作環(huán)境進(jìn)行個(gè)性化設置。
1.3人性化的繪圖功能滿(mǎn)足電氣原理圖的所有設計需求，支持符號的自動(dòng)連接，和”正交布線(xiàn)”，簡(jiǎn)化大部分的設計操作。
1.4擁有完善的符號庫，并且用戶(hù)可以快速的創(chuàng )建非標符號，支持拖拽使用。
1.5鎖定符號名稱(chēng)可支持用戶(hù)在更新圖紙時(shí)，保持現有的符號名稱(chēng)不變。
1.6多種標準和可定制符號自動(dòng)命名選項可以節省設計時(shí)間和減少設計錯誤。
1.7實(shí)時(shí)自動(dòng)核實(shí)項目數據，節省審核的時(shí)間。
1.8可以快速生成項目圖紙目錄、BOM清單、電纜清單、端子清單。
1.9可以修改部分或者全部頁(yè)面模板，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)對項目模板的自定義需求。
1.10可同時(shí)打開(kāi)多個(gè)項目，修改圖紙的工作量顯著(zhù)減少：可以整頁(yè)復制或通過(guò)“拖拽”來(lái)移動(dòng)頁(yè)面，也可以一步完成多也復制。
1.11集成Microsoft Active接口，直接把其他格式的文檔（word、excel、pdf）嵌入到項目結構中。
1.12可以快速進(jìn)行頁(yè)面編號，同時(shí)與頁(yè)面相關(guān)的符號名稱(chēng)同步更新。
1.13文件支持與打印
1.14可以導入DWG、DXF、DXB格式的文件以及EMF增強型文件，快速與第三方應用進(jìn)行數據交換
1.15對BMP、JPEG、和PCX等格式的圖片文檔，可快速插入到電氣圖紙的圖框中。
1.16項目中文檔順序可以自定義調整，快速準確按照用戶(hù)所需的順序和規格打印。
1.17項目支持快速打印，通過(guò)自定義篩選器，可以定義不同打印配置。
1.18通過(guò)集成數據庫的“列表和標簽”功能，可提供強大且完整的標簽和名稱(chēng)自動(dòng)生成功能。支持全求主流的打印機廠(chǎng)家（魏德米勒、菲尼克斯、萬(wàn)可等）。
1.19完整的繼電器觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)、連接器和電纜管理系統，有助于在設計階段避免差錯。符號的交叉索引管理可以檢查所有配置并實(shí)時(shí)提供相關(guān)信息。
1.20集成“設備庫”，方便生成詳細的設備清單；設備庫更新支持手動(dòng)、表格導入、網(wǎng)絡(luò )庫下載。
1.21電線(xiàn)可以自動(dòng)編號格式和規則，可以顯示編輯電線(xiàn)方向，還可以生成電線(xiàn)列表。
1.22快速的PLC設計功能，簡(jiǎn)化用戶(hù)PLC圖紙繪制的繁瑣操作
1.23可以預先定義PLC自動(dòng)編號方式，也可以通過(guò)EXCEL表格導入PLC信息。
1.24確保您有更多的時(shí)間專(zhuān)注于設計并大幅度降低出錯率可以輕松處理同一個(gè)設備的符號分布在多張頁(yè)面的需求。
1.25雙擊任何一個(gè)交叉索引都可以實(shí)現跳轉（跨頁(yè)），導航可以讓電氣設計工作更高效快捷。
1.26從數據庫列表到圖紙的導航功能可以幫助用戶(hù)更快捷的找到目標。并且也可以從圖形化表單（端子排、PLC、電纜清單等）導航至原理圖。
1.27數據庫列表編輯器集成了大范圍的分類(lèi)和過(guò)濾功能，以列表的形式之間修改需數據，節省了修改圖紙的時(shí)間。
1.28對于不需要出現在圖紙中的零件（備用端子、附件等）的管理功能：
1.29預設零件之后，通過(guò)“選擇列表”來(lái)放置在電路圖上。
1.30可以幫助管理采購清單利必須有但并不出現在原理圖中的材料。
1.31可以通過(guò)EXCEL文檔導入附件信息，例如PDM系統中準備的信息。
1.32管理備用端子、隔離片等其他附件。
1.33提供功能/位置改進(jìn)項目結構，并支持預定義和分配功能、位置。
1.34可配置的工作區，可創(chuàng )建特殊的SQL查詢(xún)并生成表單。
1.35可以自定義項目、頁(yè)面的屬性，并快速映射到圖框中，快速修改圖框中的信息。
1.36含有豐富的頁(yè)面模板，用戶(hù)可自主創(chuàng )建頁(yè)面模板。
1.37集成報表生成器允許用戶(hù)創(chuàng )建屬于自己風(fēng)格的項目報表。
1.38繪制二維機柜圖：
1.39可以自動(dòng)鏈接原理圖中的組件信息到機柜圖。原理圖中的組件會(huì )自動(dòng)顯示在機柜圖選擇列表中。當組件被調用后，該組件會(huì )從選擇列表消失，原理圖和機柜圖信息會(huì )自動(dòng)同步。
1.40根源根據設備庫（設備長(cháng)寬高或自定義的符號）中的信息，按正確比例插入機柜圖符號。
1.41根據個(gè)性化需求，設計可以從機柜圖開(kāi)始。
1.42具有各種測量、尺寸標注和其他專(zhuān)業(yè)CAD的功能，可以輔助繪制專(zhuān)業(yè)的機柜圖紙。
1.43根據需要插入標準導軌和線(xiàn)槽，促進(jìn)機柜進(jìn)行整齊、合理的布局。
1.44設施功能
1.45帶有專(zhuān)為建筑電氣而設計的一系列符號庫，使得設計更加方便。
1.46方便自定義符號及在任何位置插入文本功能，確保設計中的想法得以實(shí)現。
五、設備可完成的實(shí)訓項目
1、系統安裝調試
（1）電氣安全系統線(xiàn)路連接與調試實(shí)訓
（2）工業(yè)網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路連接與調試實(shí)訓
（3）氣動(dòng)執行元件機械與氣路安裝實(shí)訓
（4）各單元機械位置布局、基準面幾何位置測量與安裝位置調整實(shí)訓
2、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )應用
（1）工業(yè)網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵設備安裝實(shí)訓
（2）工業(yè)網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵設備接線(xiàn)實(shí)訓
（3）三層交換機環(huán)網(wǎng)配置實(shí)訓
（4）三層交換機跨網(wǎng)段配置實(shí)訓
（5）無(wú)線(xiàn)AP主站配置實(shí)訓
（6）無(wú)線(xiàn)AP客戶(hù)端配置實(shí)訓
（7）邊緣網(wǎng)關(guān)配置實(shí)訓
（8）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用；
（9）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用；
（10）網(wǎng)絡(luò )安全技術(shù)應用；
3、PLC設計與應用
（1）邏輯程序編輯實(shí)訓
（2）子程序調用功能實(shí)訓
（3）PLC與步進(jìn)、伺服系統的調試
（4）PLC與變頻系統的調試
（5）PLC與視覺(jué)系統的調試
（6）位置控制系統（步進(jìn)、伺服）的參數調整及優(yōu)化
（7）PLC與機器人、變頻器、上位機之間現場(chǎng)總線(xiàn)配置
4、數字孿生技術(shù)應用
（1）數字孿生仿真實(shí)訓
（2）數字孿生通訊配置實(shí)訓
5、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)
（1）網(wǎng)絡(luò )通訊基礎的原理與應用
（2）以太網(wǎng)通訊原理與應用
（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統的方案設計
（4）遠程IO Profinet通信配置實(shí)訓
（5）IO-Link模塊通信配置實(shí)訓
（6）Profibus DP模塊通信配置實(shí)訓
（7）伺服驅動(dòng)器通信配置實(shí)訓
（8）HMI通信配置實(shí)訓
6、信息化管理實(shí)訓
（1）MES系統應用實(shí)訓
（2）云平臺系統應用實(shí)訓
7、氣動(dòng)控制技術(shù)
（1）電控氣動(dòng)閥的工作原理及應用
（2）真空發(fā)生器的工作原理及應用
（3）標準氣缸的工作原理及應用
（4）各類(lèi)氣動(dòng)手爪的工作原理及應用
（5）空氣壓縮機的工作原理及應用
8、組態(tài)監控及人機界面技術(shù)
（1）組態(tài)監控軟件的基本應用
（2）組態(tài)監控軟件通信應用實(shí)驗
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