數字模型
關注創建者：模具設計學習 創建時間：2020-12-23
數字模型的視頻教程
從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
車輛系統日益復雜，主機廠及供應商需要一套強大的數字化核心體系 —— 既能加速創新，又能降低成本與實車測試。VI-CarRealTime提供了統一的實時車輛動力學模型，可支持從概念設計、集成各底盤系統及控制算法、驗證到最終驗收的全開發流程。 在本次網絡研討會中，VI-grade的工程師將解讀行業領先的企業如何將 VI-CarRealTime 作為其數字化工具鏈的核心組件。
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數字孿生與有限元性能孿生——代理模型實時預測（Unity3D、Ansys、Abaqus）
本課程主要實現有限元的數字孿生，Python作為后端，預測網格節點數據，在unity前端進行網格的重建與云圖顯示。這一期做的是應力的實現。 課程中會講解實現的原理，以及每一步的實現步驟，供大家參考。 有視頻講解和源碼，視頻30分鐘，源碼包括Python代碼（網格預處理和網格節點應力插值方法）、unity可視化搭建代碼和ansys結果文件。
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Geomagic Studio逆向基礎教程
Geomagic Studio 是Geomagic公司產品的一款逆向軟件，可根據任何實物零部件通過掃描點點云自動生成準確的數字模型。作為自動化逆向工程軟件，Geomagic Studio 還為新興應用提供了理想的選擇，如定制設備大批量生產、即定即造的生產模式以及原始零部件的自動重造。
￥30 4小時50分鐘 354播放
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數字模型的實例教程
表1 數字孿生各成熟度等級要求
表2 物理實體維度的評價因子
表3 數字孿生模型維度的評價因子
表4 數字孿生數據維度的評價因子
表5 連接交互維度的評價因子
表6 功能服務維度的評價因子
4、數字孿生成熟度模型應用流程
上述數字孿生成熟度等級和數字孿生成熟度評價因子構成了數字孿生成熟度模型，如圖2所示。其中，數字孿生成熟度等級系統性描述了數字孿生的概念范疇和階段性目標，以及數字孿生在各個發展階段所具有的能力特征，而數字孿生成熟度評價因子則從物理實體、數字孿生模型、數字孿生數據、連接交互和功能服務五個細分維度，分別梳理了不同成熟度等級的數字孿生所需要具備的不同程度的能力，為可操作的數字孿生成熟度評價奠定了基礎。
圖2 數字孿生成熟度模型構成
數字孿生成熟度模型主要用途是對數字孿生應用進行成熟度評價，確定當前數字孿生應用整體的成熟度等級和成熟度評分，以及各維度評價因子的成熟度等級，從而明確該應用目前的短板，進而基于短板提供具有針對性的數字孿生優化建議?；诖?，本文提出由評價、分析和優化三階段構成的數字孿生成熟度模型應用流程，如圖3所示。其中，數字孿生模型成熟度模型主要參與確定數字孿生成熟度等級與評分、確定短板和提供優化建議三個環節。
圖3 數字孿生成熟度模型應用流程
5、應用案例
為驗證本文提出的數字孿生成熟度模型及其應用流程，分別對單元級數字孿生（數字孿生機器人）和系統級數字孿生（數字孿生車間）進行成熟度評價，分別如圖4和圖5所示。
展開 致力于數字孿生體技術的研究與發展
通過解決方案和工程化應用造福人類
數字孿生體是現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過優化和指令來調控物理實體對象的行為，通過相關數字模型間的相互學習來進化自身，同時改進利益相關方在物理實體對象生命周期內的決策。
通過數字孿生體模型，可以實現全面監控系統的關鍵參數，分析系統在非常規條件下的各種性能，如惡劣工作環境、存在加工誤差、沖擊載荷工況等。利用數字孿生體模型進行虛擬化測試，縮短了測試和分析的時間，降低了測試和分析的成本，并可以根據虛擬化測試結果優化試驗參數。因此建立機械產品關鍵零部件（如連桿）的數字孿生體模型，就具有十分重要的意義。
圖1為實現連桿數字孿生體模型的技術路線，主要分為載荷識別、模型降階和數字孿生體模型部署三部分。本文主要介紹了利用ANSYS Twin Builder和ANSYS Deployer軟件建立連桿數字孿生體模型并部署。在ANSYS Twin Builder中，集成了連桿載荷識別ROM和應力/變形場的Static ROM兩個降階模型，運行調試后編譯生成twin模型，并輸出twin文件。在ANSYS Deployer中，建立連桿數字孿生體模型并編譯輸出的twin文件和輸入應變csv文件，生成用于實時計算的可執行SDK文件夾。
展開 上述問題可歸結為缺少針對數字孿生范疇和發展階段的系統性描述和評價方法，而成熟度模型是對目標系統的概念范疇、發展過程和階段性目標的系統性描述，同時，它還具有評價目標系統現階段發展水平和能力程度的功能。因此，本文從落地應用的角度出發，研究提出了一套數字孿生成熟度模型，并設計了一套數字孿生成熟度評價應用流程。
2、數字孿生成熟度等級
統計分析現有數字孿生相關理論研究和應用實踐，依據其功能和用途主要可分為以下幾類：①基于數字孿生的物理實體設計驗證與等效分析；②基于數字孿生的物理實體運行過程可視化監測；③基于數字孿生的物理實體遠程運維管控；④基于數字孿生的診斷與預測；⑤基于數字孿生的智能決策和優化；⑥基于數字孿生的物理實體全生命周期跟蹤、回溯與管理。通過對上述各類數字孿生研究和應用進行共性分析發現，物理實體、數字孿生模型和兩者間的連接與交互組成了數字孿生的“最小概念”。在此基礎上，基于作者團隊前期提出的數字孿生五維模型，從物理實體（PE）、數字孿生模型（DM）、數字孿生數據（DD）、連接交互（CI）和功能服務（FS）五個維度出發，根據連接交互方式與自動化程度的不同，以數字孿生所能提供的功能服務為主線，將數字孿生分為六個成熟度等級，如圖1所示。其中，物理空間中的物理實體與信息空間中的數字孿生模型通過兩者間的連接進行交互，數字孿生數據則蘊含數字孿生的所有信息，貫穿當前-未來、物理空間-信息空間、物理實體-數字孿生模型-連接交互-功能服務。
展開 目的尋求基于ＣＴＡ斷層圖像重建直腸及周圍結構數字模型及三維可視化的方法。方法基于空氣灌腸造影及?。茫裕裂茉煊凹夹g，６４排螺旋ＣＴ對胸１２至股骨中上部分沿橫斷面在動脈期及靜脈期連續跟蹤掃描。Ｍｉｍｉｃｓ軟件基 于８５６層Ｄｉｃｏｍ ３．０標準ＣＴ連續斷層二維圖像，分別對直腸及周圍結構等各種組織進行三維重建。結果建立直腸及 周圍結構三維數字模型。結論薄層ＣＴ掃描技術和Ｄｉｃｏｍ ３．０標準的應用使數字模型的建立更為精確，空氣灌腸造 影及ＣＴＡ血管造影技術方便建立腸管及血管結構，Ｍｉｍｉｃｓ軟件基于ＣＴ掃描圖像建立人體各種結構更為方便，獲得數 字模型可為解剖教學、手術培訓提供醫療教學平臺
基于CTA斷層圖像直腸及周圍結構數字模型的重建及三維可視化研究.pdf
展開 自創造以來，便以優異的快速成型特征和高精度表現，成為了一項實現復雜數字模型實體化的關鍵技術。它不僅突破了制造業的傳統模具模式，還能在加速將設計概念轉變成實際產品的同時，保持產品表面細節的精確再現，使打印出的成品在視覺和觸覺上更加貼近設計意圖，為后續改進提供了便利性。
那什么是SLA立體光固化成型技術（以下簡稱SLA技術）呢？其實，它的核心原理就是利用一定波長和強度的紫外光（如波長325nm) 選擇性地照射液態光敏樹脂，使材料在激光照射下迅速發生光聚合反應，由液態轉變為固態，以此逐層構建出三維實體結構。其打印工藝流程從數字模型開始，首先，把3D模型文件導入專用切片軟件，將其切分為多個薄層并轉換成打印機可執行的指令；接著，3D打印機將每一層的圖案分別投射到液態樹脂表面，紫外光便會按照這些圖案精確照射，使其固化；每完成一層，打印平臺會下降一個層次的厚度，新的樹脂液面隨之上升，以便激光繼續掃描。如此循環往復，層層疊加，直至整個產品完全成型。打印完成后，零部件會被放入清洗溶液中，去除表面殘留的濕樹脂，隨后進入UV干燥爐進行最終固化，以確保其強度和穩定性。
憑借著技術高成熟度、生產周期短、表面光滑度等獨特優勢，SLA打印成品在一般情況下，可以直接應用于最終產品，此外，它還支持顏色多樣的新型光敏樹脂材料使用。比如，深圳嘉立創3D打印便是以其采用數字化全流程管理模式的SLA工業級設備和豐富的樹脂顏色選擇著稱，他們提供了包括黑、白、黃、淺綠、透明及灰黑在內的多種選項，用戶能夠按需選擇。因此，無論是消費電子殼件、機械零部件，還是潮玩手辦，SLA技術都在手板打樣、設計驗證以及產品迭代等方面發揮了重要作用，為不同行業的創新和發展提供了強有力的支持。
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這些數字模型展示了共封裝光學如何支持PIC的開發。此外，光學仿真還可以幫助設計人員評估衍射光柵將光耦合到波導的效率，并展示了如何調控光的傳播方式，以適應后續波導的形狀和尺寸。與此同時，它們還可以對如何組合波前以形成特定圖樣進行建模。
Ansys Hans現有多種男女數字人體模型，其最新1.8版本已通過2026歐洲Euro NCAP的CP550/CP551官方認定。</p><p>假人有限元模型是汽車碰撞安全工況仿真應用中的重要工具模型，基于LS-DYNA求解器的Ansys DYNAmore 假人有限元模型在汽車行業中有眾多用戶和廣泛的應用。
2精細化3D路面的作用
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編輯
實現虛擬試驗場技術，需要精細化的數字化3D路面模型，3D路面模型的作用是提供足夠詳細試驗場路面，以使車輛經過時實現與實際車輛相同的響應。
課程大綱
1
VirtualLab Fusion軟件介紹
光之數字模型平臺原理介紹
電磁場的表達形式
VirtualLab Fusion用戶界面的基礎操作
2
基礎知識簡介
干涉發生的條件
楊氏雙縫干涉實驗特性
激光邁克爾遜干涉--非序列追跡和參數掃描功能介紹
3
干涉測量系統建模
本課程借助光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，結合多種仿真算法，開展各類微結構的仿真設計與性能優化教學。
課程涵蓋衍射光學元件、光柵、超表面等多種微結構類型，包括蛾眼減反射表面、偏振無關光柵、超構透鏡等，涉及結構建模、參數優化、性能驗證等核心環節，無需深厚軟件基礎即可參與學習。
課程大綱
1
VirtualLab Fusion光之數字模型平臺
光之數字模型平臺在精密系統檢測方面的工作原理
VirtualLab Fusion 用戶界面的基礎操作
VirtualLab Fusion中非序列追跡的通道配置
2
典型光學檢測系統建模與性能驗證
基礎邁克爾遜干涉儀建模仿真
OCT系統仿真-光學相干層析掃描干涉儀
本課程使用光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，介紹如何使用傅里葉模態法對光柵進行嚴格精確的仿真。課程涵蓋的光柵示例既有表面型光柵，也有全息型體光柵，例如傾斜光柵、閃耀光柵、用于光學超透鏡的Nanopillar結構等。此外還會介紹超表面的設計和參數優化和大角度超光柵仿真。該課程無需軟件基礎。
預測其在長期貼合狀態下的應力保持能力；
動態力學分析（DMA）
獲取儲能模量隨溫度與頻率的變化曲線，評估OCA在溫度變化與振動條件下的模量穩定性；
蠕變性能測試
模擬OCA在持續載荷下的形變累積行為，判斷其是否適用于大尺寸或曲面貼合場景；
壓縮回彈測試
評估OCA在不同壓力下的厚度恢復率，間接反映其對局部應力的吸收能力；
貼合過程仿真分析
通過有限元方法建立顯示模組的數字模型
ADI 正利用 Isaac Sim 為其觸覺傳感原型和飛行時間視覺系統生成高保真仿真模型，并構建下一代機器人靈巧性基準測試的數字孿生模型。這些基準測試用于評估面向實際應用（如數據中心和汽車制造）的機器人策略。
其他有關數字孿生、基于模型的系統工程（MBSE）和數字工程的更新包括：
Ansys CoSim，一款全新的分布式協同仿真產品，通過協調的工作流程連接多個系統級工具，使每個子系統都能在其原生環境中運行，同時無縫交換數據。其同步算法支持獨立的時間步長，以實現快速、準確的多物理場驗證，從而提高互操作性，并在系統仿真、MBSE和自動駕駛開發中加速系統級分析。
