金属材料与工程数字孪生系统

在当今科技飞速发展的时代，数字孪生技术在制造业领域的应用愈发广泛，尤其是在金属材料与工程行业。数字孪生技术能够通过虚拟模型对实际物理系统进行实时映射和仿真，为企业提供更高效、精准的生产管理和决策支持，大大提升了金属材料生产的质量和效率。

一、应用客户

广东工业大学已采用该金属材料与工程数字孪生系统。这一应用案例充分展示了数字孪生在金属工程中的作用，为高校在金属材料教学和实践方面提供了有力支持。

二、产品介绍

本系统主要用于材料工程数字孪生实验平台，可满足教学、实践等多种需求。系统与实验室现有冲床、工业机器人、流水线、传感器等多种设备进行数据传输，通过本系统对实验室现有设备进行动作控制，以虚拟仿真技术真实还原冲压自动化生产的生产场景。同时通过数字孪生技术，能将设备运动状态及设备实时参数同态映射出来，实现了金属材料性能模拟与数字孪生的有效结合，为金属材料的数字化工程管理提供了可能。

三、产品特色

（一）自定义工艺参数与精准展示

用户可自定义的冲压自动化工艺参数，结合冲压 CAE 模拟数据，经过冲压自动化加工后，根据设定的工艺参数以及模拟数据，分若干等级显示不同的结果。系统可依据标准化工艺参数 - 控制信号转化模板将用户自定义的多个工艺参数转化为多种控制信号，并将控制信号传输给各设备设施控制中台或者 PLC，各设备设施控制中台或者 PLC 根据接收到的控制信号，进行冲压自动化生产过程，完成精准、科学、形象的冲压自动化生产过程的变化展示。这体现了数字孪生技术如何优化金属制造流程，为金属材料行业数字孪生系统的前沿技术发展提供了范例。

（二）双向数据传输与设备控制

系统支持基于 PLC 的数据采集方式，系统在支持采集接收数据的同时，也支持通过系统反向传输数据，以实现通过系统控制实物设备的功能。这一特色有助于实现金属材料追踪的数字孪生解决方案，提升了金属材料生产的可追溯性和管理效率。

四、实验内容

该系统涵盖了丰富的实验内容，包括数字孪生、冲压成型、材料工程基础、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、金属材料成型、材料成型加工工艺与设备、金属工艺学等。这些实验内容不仅体现了数字孪生在金属加工中的多种应用场景，还为金属材料研发创新提供了实践平台，助力数字孪生助力金属材料研发创新。

五、支撑课程

此系统能够为材料成形原理、材料成形技术、塑性成形模具、塑性成形 CAE 等课程提供支撑，辅助教学。在这些课程中应用该系统，有助于学生更好地理解金属材料与数字孪生系统的协同工作原理，提升学生对金属材料工程的实践能力和创新思维。