智能制造虚拟仿真实验平台建设需求

智能制造虚拟仿真实验平台建设需求序号产品名称技术参数数量单位1数字孪生资源科研创新平台1.控制软件信号连接模块：（1）须支持的多种信号连接，通过相对应配置好的IP地址进行软件、硬件在环的快速连接，快速进入调试。通过URL连接到信号服务器。（2）须支持多种信号连接方式，至少包括：标准协议如OPC-UA，Modbus等;设计软件、PLC仿真软件信号集成包括：PTCkepware，西门子PLCSIMAdc、SharedMeneroy等。（3）支持系统通过SharedMemeroy信号印射进行集成。2.运动副和传感器定义模块须满足定义模型的运动副，快速为模型添加位移、顶升驱动等，使设备模型快速虚拟调试环境。（1）须支持多种驱动类型，至少包括：位移驱动：基于改变物体的位置来实现控制目标，例如数控机床上的自动化设备的平移。速度驱动：速度驱动关注于控制设备的运动速度，例如输送带速度控制或风扇转速调节。气缸驱动：气缸驱动使用压缩空气来产生直线运动，常见于气动系统，例如夹具的开合、物体的升降或推拉动作。顶升驱动：采用液压、气动或电动方式来实现顶升动作，例如起重机、升降平台和装卸设备。（2）须快速定义运动副列表，至少包括：运动组件：快速定义两个零件间的相对运动约束，表征相对运动关系。运动方向：设置运动方向后，一键快速更改方向，对此进行反向。参考组件：设置参考组件，快速固定参考组件后，以固定组件的相对位置移动。（3）须支持修改初始偏移值参数，通过更改初始化偏移值，使设备在调试前期微调位置。（4）至少支持三种传感器，包括位置传感器、测量传感器、光栅传感器。3.运动组定义模块在虚拟仿真前，须选择对应零件成组并命名，同时给予工件模型真实的“接触面”，而后通过设定工件模型的工作面和接触面，使工件模型在工件面与接触面触碰时能被放置在平面上。（1）不影响原有的装配层级关系的情况下，须满足运动组零件的自由组合。须支持多种零部件成组方式，至少包括：点选成组：根据所需零件，点选模型后高亮成组。框选成组：根据所需零件，鼠标框选所需零件后快速成组。（2）快捷成组功能：按下点选模式，选择了零件A，程序会自动根据零件A的最大边框去搜索相邻的所有相接触的零件，然后与之接触的零件会被自动选择上。（3）须满足运动组、工件ID后台自动分配。须支持绑定多种接触对信号类型，至少包括：普通：接触面与工件面接触即停止运动，常用在机器小车存取货物。吸/破真空：吸真空，接触面与工件面接触即吸合；破真空，吸真空到指定位置放置即可放下，常用于机械设备吸盘上。挡停：接触面与工件面接触即停止，常用于物流流水线设备挡板。流水线：接触面与工件面接触即被带动朝指定位置前进，常用于物流包裹流水线的流动。（4）工件须满足快速定义，至少包括：快速建立接触对：选择工件面以及接触接触面，并绑定对应信号即可完成建立。复制到同名工件：选项可以将已经定义号接触对的工件信息直接复制到其他同名称的工件，节省重复定义的时间。4.工件定义模块：满足快速建立接触对：选择工件面以及接触接触面，并绑定对应信号即可完成建立。支持“吸/破真空”接触类型；须满足复制到同名工件：选项可以将已经定义号接触对的工件信息直接复制到其他同名称的工件。5.控制信号映射模块（1）通过软件的信号映射功能，须通过拖拽的方式，直观的连接信号与定义好的运动副与传感器，同时用户可以将外部信号（如传感器数据、用户输入或其他系统生成的信号）接入插件，实现与虚拟仿真环境的实时交互。信号映射，须满足左侧为自定义的运动副，右侧窗口为PLC发出的信号，通过直观的显示，将任意一侧的信号类型拖拽相连接即可快速完成信号连接。须建立映射信号，至少包括：ID:建立运动副自动分配的ID显示。运动副类型：直观看到我们定义的运动副类型，减少在连接后错误。信号：连接设备的型号及信号发出的名称，直观查看已连接信号。数据类型：直观查看编程写的数据属性如：Float、Bool等属性，便于连接。（2）须满足自动映射：运动副名称和信号名称需约定好，通过输入自动匹配的字符个数，程序将运动副和信号自动映射。6.调试助手模块：须通过软件的调试助手功能，对调试助手运动链的行程位置、速度、传感器设置，在编程层面前提前预知行程、速度的快慢，传感器的触发等，提前记录设备小步骤的运动流水节拍。须包含调试信息，至少包含：运动副：在运动副窗口定义好的运动副信息，对想要调试的运动副进行勾选。所属运动链：包含开始时间、结束时间、行程、速度可自定义，自定义后调试即可观察阶段性。传感器状态：在调试过程中，动态更新传感器状态值，查看是否被触发。须包含运动控制，至少包含：播放：点击即可播放当前需要调试的运动副。暂停：暂停调试，随时可查看其中模型所在位置。停止：停止调试，并恢复到起始状态。进度条，显示调试的进度，可随意拖拽，直观查看虚拟模型此步的动作节拍。7.实时调试模块：通过软件内的实时调试功能，须选择对应的信号类型连接后，在硬件上可以接入PLC后不接入真实设备调试，在调试过程中调试的流水节拍与实际PLC发出的执行型号是实时执行的，在虚拟模型层面进行调试好的流水节拍，在PLC接入真实设备后，即可使用。调试启动：在连接PLC设备的情况下，提前编程，记录设备运动流水节拍，有助于识别潜在的安全风险，并在实际设备试机前加以解决。运动副、传感器数据：查看相关信息，在窗口内可查看显示运动副、传感器的信号映射数据，便于用户直观进行实时信息查看。设定按固定速度调试参数，解决复杂调试中运动卡顿问题。调试过程中可以对是否有使用传感器/移栽进行选择，提供选择开关。调试过程中，可随时停止调试或重新继续调试。8.运动干涉分析模块：（1）须支持查看干涉位置以及干涉所处节拍位置，能够高亮显示干涉位置，并记录在干涉组件列表中，方便后续修改干涉部位的模型或相对应动作控制参数。须选择“干涉分析”后调试运动速度和流畅性不受影响。（2）须支持干涉快速定位，可通过拖动进度条快速查看在哪些节拍出现哪些干涉，及时更改不合理编程，避免在实际设备上试机出现损坏。（3）须支持回放干涉情景，可点击播放按钮根据记录的运动信息重现干涉情景帮助用户理解复杂的机械运动，有助于用户在设计、编程阶段就发现问题。（4）须支持高亮显示干涉组件，勾选高亮显示可在回放过程中高亮显示当前时刻存在干涉的所有组件。（5）须支持干涉组件列表浏览，可展开干涉列表查看当前时刻出现干涉的组件名称。9.故障注入模块：须通过控制对应运动副信号以及传感器信号的通断，故障类型等模拟真实设备输入故障，帮助理解故障对组件的影响，并提前解决配备好解决方案。（1）须支持自定义单选或多选指定运动副信号或传感器信号在调试时进入故障状态。（2）须支持调试过程实时查看运动副或传感器信号故障状态。须支持选择故障注入的类型，包含信号断开，接触不良，信号迟滞等。胶合板产线数字孪生体在校方提供的《胶合板产线》项目现有所有技术资料，包括但不限于胶合板产线3D模型（SW）以及总装配，2D图纸、PLC程序、IO点对照表、实训系统说明文件等基础上，完成胶合板产线数字孪生体，包括PLC（codesys）控制程序（汇川）,esaybuilder虚拟HMI以及虚拟硬件设备（汇川）等。定制化开发的数字孪生体需使用学校现有产线进行同步孪生制作，模型需使用数字化设计科研创新云平台（本次招标内容）进行建模与管理，实现模型版本更新及管理，要做到自主可控，版权完全归属学校所有；资源为中标方和校方合作开发，中标方需配备资源开发工程师驻场，对校方团队进行教学指导，保证校方能具备独立发开数字孪生体的能力，数字孪生体需使用数字孪生资源科研创新平台（本次招标内容）进行开发，做到自主可控，版权完全归属学校所有。茶叶生产线数字孪生体在校方提供的《茶叶生产线》项目现有所有技术资料，包括但不限于茶叶生产线3D模型（SW）以及总装配，2D图纸、PLC程序、IO点对照表、实训系统说明文件等基础上，完成茶叶生产线数字孪生体，包括PLC（codesys）控制程序（汇川）,esaybuilder虚拟HMI以及虚拟硬件设备（汇川）等。定制化开发的数字孪生体需使用学校现有产线进行同步孪生制作，模型需使用数字化设计科研创新云平台（本次招标内容）进行建模与管理，实现模型版本更新及管理，要做到自主可控，版权完全归属学校所有；资源为中标方和校方合作开发，中标方需配备资源开发工程师驻场，对校方团队进行教学指导，保证校方能具备独立发开数字孪生体的能力，数字孪生体需使用数字孪生资源科研创新平台（本次招标内容）进行开发，做到自主可控，版权完全归属学校所有。20套2数字化设计科研创新云平台1.云协作(1)跨学科协作，须具备使用可配置的仪表板、社交社区、看板式任务管理、动向查看、带有记录的聊天和视频呼叫开展实时协作。直接从任何设备的浏览器中轻松搜索、可视化、浏览和标注3D模型和其他文件。(2)分享与标注，须具备直接在平台中邀请组织内外的任何人在云端查看、共享和标注3D设计。要获得实时反馈并让其他人进一步完善您的工作非常简单，只需在平台内共享一个链接，无需下载。（3）项目和资源管理，须具备借助协作式项目规划、监控和执行解决方案，将设计数据与所有项目成员、任务、可交付内容和交流连接起来，从而缩短产品上市时间。（4）精益团队合作，须具备将精益原则付诸实施，以全新的可视化方式来规划、促进和完成目标，从而解决运营中的浪费、多样性和会议效率问题。2.云数据管理(1)存储与变更，须具备使用专为CAD交互和协作而打造的安全云存储。直接将数据从平台保存到云端。锁定设计以确保其他人无法覆盖您的设计，轻松管理修订版，并通过使用红线、测量和注解来创建详细标注。数据和生命周期管理，须具备对任何类型的内容(如CAD文件、仿真模型和文档)进行跨学科、跨CAD软件的生命周期管理。分配任务、跟踪问题、沟通和协调设计更改、管理审核和批准以及获取决策。(2)管理，须具备在一个管理仪表板中监控许可证使用情况、管理成员以及分配和删除许可证，从而降低管理开销。轻松保持最新状态，并享受最新增强功能带来的益处。(3)提供一套基于云架构的三维CAD协同设计平台，至少同时满足招标需求数量（200节点）的用户学习使用。该平台需保证客户随时随地通过云端使用平台，账户式管理，无需License验证。(4)发布管理，须具备通过提供共享的产品定义、最大限度地重用数据、降低产品结构的复杂性并与企业标准保持一致，确保产品质量始终如一。产品结构管理，须具备通过在单一环境中创建、修改和探索多CAD产品结构，可以缩短开发时间；通过使相关人员能够随时随地访问设计审阅和更改建议，以减少设计迭代。3.云端3D设计和建模(1)参数化建模，须具备通过可与3DCAD解决方案无缝交互的直观参数化建模解决方案，轻松创建、审阅和评估3D模型。2D工程图和3D制造文档，须具备通过结合使用2D工程图和基于模型的解决方案，可以在Web浏览器中定义、组织和交流尺寸、公差和注释等关键制造信息。(2)细分/自由样式建模，须具备通过可与3DCAD解决方案无缝交互的直观建模解决方案，快速、轻松地创建有机形状。钣金设计，须具备利用相关的参数化钣金设计功能来构建零部件、装配体和外壳。模具设计，须具备提供用于模具型芯、型腔和嵌入件设计的专业化、自动化和易于使用的功能。焊件设计，须具备创建结构构件；添加平板、角撑板和顶端盖；并使用基于特征的相关框架设计功能来生成制造切割清单。(3)零件和装配体建模，须具备对零件和装配体建模的各个方面进行处理，并将创意和概念转变为虚拟3D模型。专用设计工具，须具备加快钣金、塑料和铸造零件、焊件、模具、工具和压模的设计速度。2D工程图和3D制造文档,须具备创建可付诸生产的2D工程图或进入无纸化模式并使用自动化的智能3D尺寸标注和公差分析功能。生产力工具，须具备轻松地分析、比较、检查和报告您的设计。设计重用和自动化，须具备通过搜索、自动化和配置工具简化现有设计数据的重复使用，从而帮助您加快创建新设计。工业3D零部件目录，须具备通过我们提供的在线目录，访问全球制造商所提供的超过5000万种零部件。干涉检查，须具备在进入生产环境之前，在2D和3D环境下验证您的零件和装配体是否可以正确地适配、装配和运行。可制造性检查，须具备在开发流程的早期阶段，就拔模、底切、厚度、孔对齐、零部件间隙等方面进行设计审阅，以确保可制造性。(4)高级CAD文件导入/导出，须具备使用30多种转换程序将输入的CAD数据转换为平台能读取的CAD格式，并将平台数据导出到其他CAD应用程序。链接CAD模型,须具备直接在平台装配体、零件和工程图内使用以其他CAD格式保存的模型，同时保持与原始CAD模型的关联性。(5)AR/VR导出器，须具备导出CAD数据以增强AR、VR和Web查看体验，同时保留几何体、外观、运动算例、显示状态等。ECAD/MCAD协作，须具备共享、比较、更新和跟踪电气设计数据，让用户可以快速解决电气-机械集成和协作问题。智能CAD库，须具备轻松查找、自定义和共享数十万预构建的行业标准紧固件，您可以在设计中动态配置并自动装配这些扣件。CAD标准检查，须具备建立设计标准并对照其检查工程图和模型，以确保创建统一的设计和文档。(6)自动公差叠加分析，须具备自动检查零件和装配体的公差造成的影响，在设计进入制造阶段之前确保一致的零部件配合并验证公差方案。成本分析，须具备使用完全集成在3DCAD解决方案中的自动成本估算工具，对照成本目标持续检查您的设计。逆向工程，须具备支持从扫描的点云和网格数据中导入、编辑、评估和创建实体几何体，可由此重新创建设计。高级曲面平展，须具备复杂且无法开发的表面通常出现在由纺织品（如服装）或钣金（如金属板）制成的产品中，此功能可对其进行平展。(7)管道和管路布局，简化多种系统和场景的管道和管路的设计及文档，包括机械、撬装式系统和加工工厂管道。电缆和线束布线，须具备将电缆、电线和线束快速添加到您的设计中。使用电线清单、连接信息和材料明细表来生成3D电缆和线束的平展工程图展示。矩形和其他截面布线，须具备对矩形和圆形截面进行布线，包括导管、电缆槽、传送带、材料输送斜槽和其他系统。(8)平台支持在线设计建模功能，无需下载任何客户端或软件，即可在线完成设计和建模。(9)平台具备导入模型并编辑功能，用户可直接在本地选择模型进行上传并编辑，导入模型格式包括：SOLIDWORKS零件(*.sldprt)、CATIA零件(*.CATPart)、装配体(*.zip)、3DXML(*.3dxml)、ACIS(*sat、*.sab、*.asat、*.asab)、IDF(*.emn、*.brd、*.bdf、*_idb)、IGES(*.iges、igs)、Inventor零件(*.ipt)、网格文件(*.stl、*.obj)、Revit(*rvt、*.rfa)、SolidEdge霎件(*.par,*.psm)、STEP(*.step、*.stp)。(10)平台具备在线标准模型资源库功能，用户可直接在线选型并查看模型，可直接进行下载，下载提供CATIA、SOLIDWORKS、STEP三种常见工业模型格式。4.渲染：基本动画与可视化，须具备通过拖动零部件或使用电机移动装配体，创建CAD视频，并生成基本的CAD渲染和3D走查。GPU渲染，须具备利用GPU渲染功能，充分发挥硬件的性能。人工智能降噪器，须具备使用人工智能，只需选中一个复选框即可消除渲染中的噪点，大幅提升渲染速度。完整的动画套件，须具备通过使用完整的动画套件，依托CAD数据讲述更为引人入胜的故事。轻松实现爆炸视图、外观属性、相机等内容的动画制作，并创建照片级品质的视频，以展示最复杂的项目。沉浸式虚拟现实，须具备利用360度相机和交互式输出打造沉浸式虚拟现实体验。用于模拟太阳和天空的先进光源技术，须具备可以模拟特定位置和时间的光源，并创建阳光算例动画。物理仿真，须具备利用刚性实体和车辆驾驶物理仿真，创建更为逼真的沉浸式内容。200个3工业级虚拟仿真资源开发平台1.3D模型数据兼容：支持导入场景文件（*.vrpc;*.vrp）、Obj(.obj)、FBX(*.fbx)、STL(*.stl)、GLB(*.glb)、GLTF(*.gItf)、PTCCoreFiles(*.asm;*.prt)、CATICV5(.CATProduct;*.CATPart)、SOLDWORKS(.sldasm,*.sldprt)、NX(*.pit,*.jt)、SpatialTech.ACISText(*.sat)、STEPAP203AP214(*.stp,*.step)、Parasolid(*.x_b,*.x_t)、Rhino(*.3dm)、IGES(*.igs;*.iges)、Ansys文件(*.txt)、Flow文件(*.txt)、SketchUp文件(*.skp)。2.3D场景渲染功能：具备对3D场景的渲染功能，包含：平滑渲染、着色图解、轮廓渲染、线框渲染、点渲染等多种模式。3.灯光设置：包含多种灯光模式，包括：柔和模式（单个光源）、中度模式（两个光源）、金属模式（三个光源）、重金属模式（三个光源）、强烈对比模式以及着色图解模式（冷色调与暖色调）。此外，还支持自由创建聚光光源、定向光源和定位光源。4.注解功能：应当具备注解添加功能，其中涵盖在场景中创建文本、2D图像、编号和3D图形，并能对样式进行编辑。此外，还需具有对3D场景测量、剖切等功能。5.BOM明细表：具备为3D模型自动生成BOM清单和BOM编号的功能，同时还支持用户自定义添加BOM信息。6.可创建多种图形图像：具备多种图像输出功能，其中必须具备制作2D线条图的能力，输出内容涵盖3D动画、JPEG高分辨率图像、SVG技术图解。7.涵盖多种类型资源库：须具备用于捷搭建真实感环境的天空盒资源库、高保真3D纹理的材质库资源库、常用的工装夹具3D工具库，可在软件中直接调用。8.具备3D动画制作功能：必须具备强大的3D动画制作功能，能够在时间轴上自动生成动画帧。同时，支持在动画中插入文字、图片等注解信息，以此增强交互性。保持3D数据和文档的同步更新：须具备使3D数据与3D交互式文档创建工具的内容始终保持同步的能力。一旦3D数据发生变更，导入更改后的3D数据即可自动更新所有已创作的3D交互式文档内容。输出常用视频格式文件：须能直接使用工程3D数据制作视频，并发布多种分辨率的MP4视频数据，以获取用于编辑的最优原始视频数据。发布EXE程序包：必须能够支持输出.EXE程序包，使得无需安装软件即可启动播放3D交互式动画内容，并且能够在该程序中实现视角自由切换以及进行事件响应等操作。发布网页：必须能够支持发布HTML网页，使得无需安装软件即可启动播放3D交互式动画内容，并且能够在该程序中实现视角自由切换以及进行事件响应等操作。9.OFFICE兼容：须实现将交互式文档插入PPT和Word内实现加载交互，并实现交互演示，包括但不限于移动、缩放、剖切、播放控制等功能。10.PDF发布功能：可发布为PDF文档，在PDF中进行加载交互，括但不限于移动、缩放功能，切换透明外框、实线透明、实色线框插图、实色轮廓、着色插图渲染模式。11.交互式操作：可播放3D交互式动画内容，须具有直观的菜单界面；用户可以点击选择需要查看的动画(或场景)可进行视角自由切换；动画过程中可以实现以下交互，且动画可以正常播放：场景内对象的材质、颜色、状态进行修改。修改注释性文本的文字。任意隐藏、删除不需要的对象。一键隐藏界面图标动画过程。12.国产系统、加密软件兼容：软件需能支持国产操作系统和加密软件，确保在国产软硬件环境下都能稳定运行。13.适配PC/平板/手机设备及VR模式：交互式动画应适配PC电脑、平板电脑和手机等设备，确保在这些设备上均可正常打开和播放。并且能够进行视角自由切换、对场景进行修改等交互式操作。软件需具备VR模式，可在VR设备中实现交互式操作，包括视角推进、事件激活等功能，为用户带来更沉浸式的体验。14. 安全性设置：发布数据的安全性，须满足发布带密码的文档，使用者打开此文档需填写对应密码。15.参数化软件采用C/S架构，客户端+服务器端模式。客户端安装在用户电脑，集成到SOLIDWORKS软件界面。服务器端管理参数化软件库种子数据，管理员或授权人员可以对参数化模型库进行管理，包括添加、删除、修改、上架、下架等操作。服务器端包含账号管理功能，可授权用户通过客户端访问参数化库。参数化软件和ERP系统的对接设置可在服务器端进行统一设置。16.参数化软件可根据产品/模块的变化规律定义驱动规则实现参数化，无需软件厂商/服务商介入，无需二次开发。17.参数化种子库需包含加密功能，未授权用户无法劫获原始数据，包括原始的SOLIDWORKS文件和参数化驱动规则文件。18. 参数化软件必须拥有完全自主知识产权。参数化软件需包含国家标准件库、行业常用零部件库。19.参数化软件需支持各种逻辑运算、复杂的条件嵌套。如载荷超过多少时，不允许选择某款电机，或只能选择某几款电机。软件