智能制造

如何建设数字孪生实训基地?抓住这六大关键点

ainet.cn   2025年01月20日

数字孪生技术发展迅速,其在教育、科研和产业领域的应用日益受到关注。在这样一个快速变化的时代,传统的课堂教育已难以完全满足产业的实际需求,而数字孪生技术通过虚实结合的方式,提供了一个无风险的模拟环境,让学生和技术人员在“真实”场景中学习与试错,积累宝贵经验。更重要的是,这些基地不仅服务于教育机构,还能为企业提供项目验证和优化支持,成为链接科研、教育与产业的桥梁。对于学生,这是走向职业成功的起点;对于企业,这是提高效率、减少成本的助力;而对于整个社会,这是数字化转型时代不可或缺的一环。建设数字孪生实训基地不仅是一项复杂的工程,更是一个链接未来人才培养与技术创新的桥梁。如何科学合理地规划与实施,既需要前瞻的战略眼光,也需要实用的落地方法。

01
明确定位与目标:建设实训基地的“初心”

在规划数字孪生实训基地的过程中,首要任务是明确其定位与目标。一个基地的定位决定了它的方向和价值,因此必须回答以下问题:

1、培养目标是什么? 

是专注于技能型人才的培养,推动科研成果转化,还是直接为企业项目提供技术支持?

2、服务领域有哪些? 

每个区域和行业都有其独特的需求,基地可以聚焦于智能制造、智慧城市、数字农业或交通物流等热门领域,做到有所为而有所不为。

这一环节不仅需要深入的市场调研,还需要考虑区域优势和资源禀赋。例如,在智能制造强省,可以以工业数字孪生为核心,构建从数据采集到模型仿真的完整链条;而在农业重地,数字农业领域可能更具吸引力。明确的目标不仅能提高资源利用效率,还能更精准地服务教育和产业需求。

02
制定建设方案:从愿景到蓝图

建设方案是实训基地从想法走向现实的关键一环。在方案制定中,需要从硬件设施到软件环境,再到功能模块,进行全方位规划。

1. 硬件与软件环境:技术基础是核心

硬件层面需要引入高性能计算设备、传感器数据采集设备,以及用于沉浸式体验的显示设备(如AR/VR)。例如,一个拥有先进虚拟现实技术的实验室,可以让学员在安全环境下进行复杂场景的操作练习。

软件方面,数字孪生平台(如Siemens Mindsphere、PTC ThingWorx)和建模工具(如Unity、ANSYS)注:*更多工具欢迎下方留言*是不可或缺的工具。它们为学员提供了从建模到仿真的全链条技术支持,同时还能帮助企业模拟和验证实际项目。

2. 模块化设计:让功能清晰高效

基地建设需要划分为数字孪生核心模块与实训功能模块。核心模块包括数据采集与集成、模型开发与仿真,以及实时监控与预测,这些功能是技术实现的基础。而实训功能模块则注重培养学生的技能,提供企业孵化支持,以及基于真实项目的实践。

例如,一个学生可以通过基地学习如何采集设备运行数据,并在数字平台上建模仿真,这不仅提高了他的动手能力,也帮助企业验证了生产线优化的可行性。

03
引入资源与合作:链接多方力量

一个成功的实训基地离不开外部资源的引入与合作。

1、专家团队的指导:邀请学术领域的顶级教授和行业内经验丰富的工程师,不仅能够确保课程内容的科学性和前沿性,还能为学员提供深入的技术指导。

2、企业合作的赋能:与领先企业建立合作关系,能够引入最新的技术与案例。例如,与西门子合作可以引入其数字化工厂经验,而与农业企业的合作则能探索数字农业的创新应用。

3、教育机构的支持:与行业内高校和职业学校合作,共同开发课程和认证体系,为学生的学习和就业提供双向支持。

04
建立实训内容体系:培养产业需求的核心人才

实训基地的意义在于通过精心设计的课程和实践项目,培养出能够满足产业需求的高素质人才。

1. 课程体系:从基础到进阶

基础课程包括数字孪生概论、数据采集与处理、建模与仿真技术等,帮助学员建立对数字孪生技术的全面认识。

进阶课程则聚焦于系统开发与部署、特定行业的应用场景以及数据驱动的决策优化。

2. 项目实践:理论与实际相结合

理论的学习只有与实践相结合,才能真正转化为能力。基地应以真实企业项目为驱动,让学员模拟开发数字孪生系统,解决实际问题。例如,通过模拟一条数字化生产线,学员可以学习如何进行预测性维护,从而减少停机时间,提高生产效率。

05
投资预算与运营模式:从“钱”到“效”

预算是基地建设的基础保障,而运营模式则决定了其长期发展的可持续性。

1. 投资预算

预算涵盖设备采购、软件授权、场地建设等多个方面,还需包括专家顾问费和课程开发费用。为此,基地需要积极争取政府和行业协会的支持,例如申请专项资金或产业奖励。

2. 运营模式

可以通过对企业和个人提供收费服务实现盈利,例如提供数字孪生技能培训、企业项目支持等。同时,探索市场化运作模式,比如成立独立的运营公司,孵化商业项目,也能为基地带来长远的收益。

06
持续优化与发展:保持活力与竞争力

数字孪生技术发展迅速,实训基地必须紧跟技术前沿,不断优化自身。

技术升级:定期更新硬件设备和软件工具,确保基地始终具备行业领先的技术条件。

内容调整:根据产业需求变化调整课程和实践内容,保持对市场需求的敏锐响应。

认证体系:建立专业认证机制,为学员提供权威的能力背书,提升基地的社会影响力。 

虚实共生:构建人才与技术的未来桥梁

建设数字孪生实训基地是一项既具有挑战性又充满机遇的任务。它不仅是教育与技术结合的体现,更是产业需求与人才供给的精准对接平台。通过明确定位、科学规划和多方合作,一个数字孪生实训基地可以成为区域经济发展的重要驱动力,也可以为未来的智能社会培养源源不断的创新人才。

未来属于那些能够将技术转化为生产力的人,也属于那些能够将教育与实践紧密结合的基地。数字孪生实训基地,正是这样一个承载未来梦想的桥梁。

(来源数字孪生网)

标签:数字孪生 我要反馈 
泰科电子ECK、ECP系列高压直流接触器白皮书下载
亿万克
专题报道
2025全景工博会
2025全景工博会

第二十五届中国国际工业博览会(简称“中国工博会,CIIF”)将于今年9月23至27日在国家会展中心(上海)举行。 [更多]

智能制造标杆企业展播
智能制造标杆企业展播

为了讲述我国实体经济推进高质量发展的鲜活实例,发挥好典型企业实施智能制造的示范作用,提振广大制造业企业推进转型升级的信心... [更多]

2025世界人工智能大会
2025世界人工智能大会

2025世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议(简称“WAIC 2025”)将于7月在上海世博中心和世博展览馆举行... [更多]