PAGE
PAGE1
《数字孪生技术及应用》教学大纲
PrincipleofAutomaticControl
一、课程基本信息
1.课程编号：
2.课程体系/类别：
3.学时/学分：48/3学分
4.先修课程：《机械原理》、《机械设计》、《PLC原理及应用》、《机器人运动学与运动学》等
5.适用专业：机械工程、人工智能、机器人工程等专业
6.课程团队：
二、课程性质和目的
本书以DigitalTwinFactory（DTF）软件操作为核心，结合物联网(IoT)、大数据、云计算等理念，讲解数字孪生技术基础及应用。本书通过案例教学，全面展示数字孪生技术实现过程，培养读者对数字孪生应用的认识。
通过理论讲解及实操过程，书籍逐步指导DTF软件操作，包括场景搭建、工艺设计与自定义建模，着力降低读者学习门槛，实现灵活运用。结合真实开发项目，书中提供丰富实例，展示技术实际应用并提供应用软件的操作窍门。
专注于智能制造中数字孪生的开发应用，本书不仅为读者深化对DTF软件功能的理解，而且展望其在智能制造未来发展的潜力。书中理论与实践相结合的教学法旨在让读者掌握必备技能，激发对科技前沿发展方向的思考。本书既适宜初学者也适合专业人士，能够作为高等院校相关专业的教材或行业人士的参考资料。
三、课程目标
本书从介绍数字孪生技术相关概念及原理，掌握数字孪生系统搭建，应用数字孪生技术这一目标出发，对数字孪生实现平台：DigitalTwinFactory(DTF)软件，进行详细全面的介绍，内容涉及机械设计、自动化、计算机、工业控制等领域。
数字孪生作为一种前沿技术，正在以前所未有的方式改变着我们的世界，目前在数字孪生实施过程中遇到的较大问题就是没有一个合适的平台。DTF软件（DigitalTwinfactory）由VisualComponent发展而来，根据需求进行定制化二次开发，是一款国际领先的全方位智能制造数字孪生工厂仿真软件，软件将工业机器人、机械及自动化设备、PLC、电气及周边设备进行三维虚拟仿真与数字孪生，它向用户提供工程规划、工程验证、工艺分析、逻辑验证等全流程数字化工厂解决方案，帮助企业在研发前期进行产能确认，提升行业竞争力。
DTF软件操作涉及机械、电气、自动化、计算机等多门学科，对操作人员知识综合性要求较高，而目前市面上关于DTF软件的教程较少，并且不系统、不适于教学实践任务。因此本书由浅入深，从简单到复杂地介绍在DTF软件中搭建数字孪生系统的操作，帮助读者更好地开发数字孪生项目，了解数字孪生技术原理、发展历程、应用领域，掌握使用DTF软件搭建数字孪生系统的方法，能够利用数字孪生技术为实际工作中的设备研发、维护等工作提供帮助。帮助相关专业人员更好的了解、使用DTF软件，利用DTF软件对实际生产过程进行工艺设计、优化，更快捷地规划产线布局、设备搭建等项目。
四、课程内容
本课程总学时数为48学时，其中理论教学为2学时，实验教学为46学时；课程教学共有7章，具体内容及学时安排等如下表所示：
第一章数字孪生基础简介
1.虚拟仿真基础知识；
2.认识数字孪生；
3.数字孪生平台软件DigitalTwinFactory；
要求学生：了解虚拟仿真作用、意义及应用场合等，了解数字孪生发展历程，理解虚拟仿真与数字孪生的区别。认识数字孪生平台软件DigitalTwinFactory，了解其功能和优势。
第二章DigitalTwinFactory应用基础
1.软件主界面简介；
2.软件功能选项；
3.简单仿真场景设计；
4.项目运行控制及文件处理
要求学生：认识DigitalTwinFactory各功能页面和菜单，逐个体验每个功能按钮，能够按照要求设置软件属性，掌握项目文件处理方法，能够通过项目运行控制器控制项目运行参数，输出演示文件。
第三章DigitalTwinFactory工艺应用
1.工艺模块简介；
2.工艺场景搭建；
3.工艺流程编辑。
要求学生：理解DigitalTwinFactory工艺作用，掌握工艺页面功能按钮的用法，学习软件自带工艺项目，了解工艺项目开发流程及思路，自行搭建工艺项目，设定多种产品加工流程。
第四章DigitalTwinFactory建模应用
1.建模页面功能简介；
2.简单建模；
3.复杂建模
4.程序脚本建模。
要求学生：了解DigitalTwinFactory软件建模功能应用场景，能够在软件中将简单特征组合搭建为复杂动作机构，掌握外部设备模型导入的方法，能够根据运动学规则，借助Python脚本设置自定义模型运动参数。
第五章DigitalTwinFactory机器人应用
1.机器人程序页面功能简