智能制造

如何建設數(shù)字孿生實訓基地?抓住這六大關鍵點

ainet.cn   2025年01月20日

數(shù)字孿生技術發(fā)展迅速,其在教育、科研和產(chǎn)業(yè)領域的應用日益受到關注。在這樣一個快速變化的時代,傳統(tǒng)的課堂教育已難以完全滿足產(chǎn)業(yè)的實際需求,而數(shù)字孿生技術通過虛實結(jié)合的方式,提供了一個無風險的模擬環(huán)境,讓學生和技術人員在“真實”場景中學習與試錯,積累寶貴經(jīng)驗。更重要的是,這些基地不僅服務于教育機構(gòu),還能為企業(yè)提供項目驗證和優(yōu)化支持,成為鏈接科研、教育與產(chǎn)業(yè)的橋梁。對于學生,這是走向職業(yè)成功的起點;對于企業(yè),這是提高效率、減少成本的助力;而對于整個社會,這是數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代不可或缺的一環(huán)。建設數(shù)字孿生實訓基地不僅是一項復雜的工程,更是一個鏈接未來人才培養(yǎng)與技術創(chuàng)新的橋梁。如何科學合理地規(guī)劃與實施,既需要前瞻的戰(zhàn)略眼光,也需要實用的落地方法。

01
明確定位與目標:建設實訓基地的“初心”

在規(guī)劃數(shù)字孿生實訓基地的過程中,首要任務是明確其定位與目標。一個基地的定位決定了它的方向和價值,因此必須回答以下問題:

1、培養(yǎng)目標是什么? 

是專注于技能型人才的培養(yǎng),推動科研成果轉(zhuǎn)化,還是直接為企業(yè)項目提供技術支持?

2、服務領域有哪些? 

每個區(qū)域和行業(yè)都有其獨特的需求,基地可以聚焦于智能制造、智慧城市、數(shù)字農(nóng)業(yè)或交通物流等熱門領域,做到有所為而有所不為。

這一環(huán)節(jié)不僅需要深入的市場調(diào)研,還需要考慮區(qū)域優(yōu)勢和資源稟賦。例如,在智能制造強省,可以以工業(yè)數(shù)字孿生為核心,構(gòu)建從數(shù)據(jù)采集到模型仿真的完整鏈條;而在農(nóng)業(yè)重地,數(shù)字農(nóng)業(yè)領域可能更具吸引力。明確的目標不僅能提高資源利用效率,還能更精準地服務教育和產(chǎn)業(yè)需求。

02
制定建設方案:從愿景到藍圖

建設方案是實訓基地從想法走向現(xiàn)實的關鍵一環(huán)。在方案制定中,需要從硬件設施到軟件環(huán)境,再到功能模塊,進行全方位規(guī)劃。

1. 硬件與軟件環(huán)境:技術基礎是核心

硬件層面需要引入高性能計算設備、傳感器數(shù)據(jù)采集設備,以及用于沉浸式體驗的顯示設備(如AR/VR)。例如,一個擁有先進虛擬現(xiàn)實技術的實驗室,可以讓學員在安全環(huán)境下進行復雜場景的操作練習。

軟件方面,數(shù)字孿生平臺(如Siemens Mindsphere、PTC ThingWorx)和建模工具(如Unity、ANSYS)注:*更多工具歡迎下方留言*是不可或缺的工具。它們?yōu)閷W員提供了從建模到仿真的全鏈條技術支持,同時還能幫助企業(yè)模擬和驗證實際項目。

2. 模塊化設計:讓功能清晰高效

基地建設需要劃分為數(shù)字孿生核心模塊與實訓功能模塊。核心模塊包括數(shù)據(jù)采集與集成、模型開發(fā)與仿真,以及實時監(jiān)控與預測,這些功能是技術實現(xiàn)的基礎。而實訓功能模塊則注重培養(yǎng)學生的技能,提供企業(yè)孵化支持,以及基于真實項目的實踐。

例如,一個學生可以通過基地學習如何采集設備運行數(shù)據(jù),并在數(shù)字平臺上建模仿真,這不僅提高了他的動手能力,也幫助企業(yè)驗證了生產(chǎn)線優(yōu)化的可行性。

03
引入資源與合作:鏈接多方力量

一個成功的實訓基地離不開外部資源的引入與合作。

1、專家團隊的指導:邀請學術領域的頂級教授和行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗豐富的工程師,不僅能夠確保課程內(nèi)容的科學性和前沿性,還能為學員提供深入的技術指導。

2、企業(yè)合作的賦能:與領先企業(yè)建立合作關系,能夠引入最新的技術與案例。例如,與西門子合作可以引入其數(shù)字化工廠經(jīng)驗,而與農(nóng)業(yè)企業(yè)的合作則能探索數(shù)字農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新應用。

3、教育機構(gòu)的支持:與行業(yè)內(nèi)高校和職業(yè)學校合作,共同開發(fā)課程和認證體系,為學生的學習和就業(yè)提供雙向支持。

04
建立實訓內(nèi)容體系:培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)需求的核心人才

實訓基地的意義在于通過精心設計的課程和實踐項目,培養(yǎng)出能夠滿足產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)人才。

1. 課程體系:從基礎到進階

基礎課程包括數(shù)字孿生概論、數(shù)據(jù)采集與處理、建模與仿真技術等,幫助學員建立對數(shù)字孿生技術的全面認識。

進階課程則聚焦于系統(tǒng)開發(fā)與部署、特定行業(yè)的應用場景以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策優(yōu)化。

2. 項目實踐:理論與實際相結(jié)合

理論的學習只有與實踐相結(jié)合,才能真正轉(zhuǎn)化為能力?;貞哉鎸嵠髽I(yè)項目為驅(qū)動,讓學員模擬開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng),解決實際問題。例如,通過模擬一條數(shù)字化生產(chǎn)線,學員可以學習如何進行預測性維護,從而減少停機時間,提高生產(chǎn)效率。

05
投資預算與運營模式:從“錢”到“效”

預算是基地建設的基礎保障,而運營模式則決定了其長期發(fā)展的可持續(xù)性。

1. 投資預算

預算涵蓋設備采購、軟件授權(quán)、場地建設等多個方面,還需包括專家顧問費和課程開發(fā)費用。為此,基地需要積極爭取政府和行業(yè)協(xié)會的支持,例如申請專項資金或產(chǎn)業(yè)獎勵。

2. 運營模式

可以通過對企業(yè)和個人提供收費服務實現(xiàn)盈利,例如提供數(shù)字孿生技能培訓、企業(yè)項目支持等。同時,探索市場化運作模式,比如成立獨立的運營公司,孵化商業(yè)項目,也能為基地帶來長遠的收益。

06
持續(xù)優(yōu)化與發(fā)展:保持活力與競爭力

數(shù)字孿生技術發(fā)展迅速,實訓基地必須緊跟技術前沿,不斷優(yōu)化自身。

技術升級:定期更新硬件設備和軟件工具,確?;厥冀K具備行業(yè)領先的技術條件。

內(nèi)容調(diào)整:根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求變化調(diào)整課程和實踐內(nèi)容,保持對市場需求的敏銳響應。

認證體系:建立專業(yè)認證機制,為學員提供權(quán)威的能力背書,提升基地的社會影響力?!?/p>

虛實共生:構(gòu)建人才與技術的未來橋梁

建設數(shù)字孿生實訓基地是一項既具有挑戰(zhàn)性又充滿機遇的任務。它不僅是教育與技術結(jié)合的體現(xiàn),更是產(chǎn)業(yè)需求與人才供給的精準對接平臺。通過明確定位、科學規(guī)劃和多方合作,一個數(shù)字孿生實訓基地可以成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要驅(qū)動力,也可以為未來的智能社會培養(yǎng)源源不斷的創(chuàng)新人才。

未來屬于那些能夠?qū)⒓夹g轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的人,也屬于那些能夠?qū)⒔逃c實踐緊密結(jié)合的基地。數(shù)字孿生實訓基地,正是這樣一個承載未來夢想的橋梁。

(來源數(shù)字孿生網(wǎng))

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