工业数字孪生的制作与调试（微课版）

本书以Unity 2021.3.1 为基础介绍工业数字孪生系统的开发的调试，主要讲述工业数字孪生概念、Unity2021.3.1 使用方法、工业数字孪生体的制作和虚拟仿真。本书分为3 部分，第一部分为基础部分（项目1），第二部分为工业数字孪生体制作（项目2～项目4），第三部分为工业数字孪生虚拟仿真（项目5～项目6）。其中第一部分主要介绍工业数字孪生基本概念、工业数字孪生系统典型应用案例以及Unity 的基础操作和基础知识；第二部分介绍3 类工业数字孪生体制作，分别是运动类数字孪生体制作、电气类数字孪生体制作和流程建模类数字孪生体制作。第三部分则介绍Unity和PLC 进行通信的基础操作和一些基础案例。本书提供了大量应用实例配套资源，读者可通过PLC3D 网站进行下载并使用。 本书可以作为高职、高专电气相关专业和自动化相关专业的教材，也适合广大Unity 爱好者自学使用。

伍小兵，教授，重庆工程职业技术学院大数据与物联网学院党总支书记、院长。全国大学生电子设计竞赛重庆赛区组委会成员及组委会专家库成员、中国高等职业教育教学研究会常务理事、重庆市煤炭行业专家库综合服务专家、重庆市政府采购评审专家。发表各种学术论文30余篇，主编教材10余部，担任《电子技术》等十多门课程教学；主持市级课题10余项。

第 一部分 基础部分 项目1　工业数字孪生系统基础 ..............　3 案例引入　................................................　3 任务1.1　认识工业数字孪生系统 .....　3 职业能力目标　.....................................　3 任务描述与要求　.................................　4 任务分析与计划　.................................　4 知识储备　.............................................　4 任务实施　.............................................　7 任务小结　...........................................　17 任务1.2　Unity 场景编辑器应用 ......　17 职业能力目标　...................................　17 任务描述与要求　...............................　18 任务分析与计划　...............................　18 知识储备　...........................................　18 任务实施　...........................................　25 任务小结　...........................................　31 任务1.3　Unity 物理系统 ..................　31 职业能力目标　...................................　31 任务描述与要求　...............................　31 任务分析与计划　...............................　32 知识储备　...........................................　32 任务实施　...........................................　37 任务小结　...........................................　43 习题　......................................................　44 第二部分　孪生体制作部分 项目2　运动类数字孪生体制作 ............　47 案例引入　..............................................　47 任务2.1　移动类数字孪生体制作 ...　47 职业能力目标　...................................　47 任务描述与要求　...............................　48 任务分析与计划　...............................　48 知识储备　...........................................　49 任务实施　...........................................　51 任务小结　...........................................　62 任务2.2　旋转类数字孪生体制作 ...　62 职业能力目标　...................................　62 任务描述与要求　...............................　62 任务分析与计划　...............................　63 知识储备　...........................................　63 任务实施　...........................................　65 任务小结　...........................................　76 任务2.3　缩放类数字孪生体制作 ....　76 职业能力目标　...................................　76 任务描述与要求　...............................　76 任务分析与计划　...............................　77 知识储备　...........................................　77 任务实施　...........................................　79 任务小结　...........................................　91 任务2.4　传送类数字孪生体制作 ....　91 职业能力目标　...................................　91 任务描述与要求　...............................　91 工业数字孪生的制作与调试（微课版） 2 任务分析与计划　..............................　92 知识储备...........................................　92 任务实施...........................................　93 任务小结.........................................　100 任务2.5　组合运动类数字孪生体 制作　...........................................　100 职业能力目标　................................　100 任务描述与要求　............................　100 任务分析与计划　............................　100 知识储备.........................................　101 任务实施.........................................　102 任务小结.........................................　106 任务2.6　轨道导航类数字孪生体 制作　...........................................　107 职业能力目标　................................　107 任务描述与要求　............................　107 任务分析与计划　............................　107 知识储备.........................................　108 任务实施.........................................　111 任务小结.........................................　122 习题　...................................................　122 项目3　电气类数字孪生体制作 ..........　123 案例引入　............................................　123 任务3.1　传感器类数字孪生体 制作　...........................................　123 职业能力目标　................................　123 任务描述与要求　............................　124 任务分析与计划　............................　124 知识储备.........................................　124 任务实施.........................................　126 任务小结.........................................　137 任务3.2　开关与指示灯类孪生体 制作　...........................................　138 职业能力目标　................................　138 任务描述与要求　............................　138 任务分析与计划　............................　138 知识储备.........................................　139 任务实施.........................................　141 任务小结　.........................................　152 任务3.3　控制面板类数字孪生体 制作　...........................................　152 职业能力目标　.................................　152 任务描述与要求　.............................　152 任务分析与计划　.............................　153 知识储备　.........................................　153 任务实施　.........................................　155 任务小结　.........................................　157 习题　....................................................　157 项目４流程建模类孪生体制作　.............　158 案例引入　.............................................　158 任务4.1　物料类数字孪生体 制作　............................................　158 职业能力目标　.................................　158 任务描述与要求　.............................　158 任务分析与计划　.............................　159 知识储备　.........................................　159 任务实施　.........................................　161 任务小结　.........................................　166 任务4.2　生产工艺类数字孪生体 制作　............................................　166 职业能力目标　.................................　166 任务描述与要求　.............................　167 任务分析与计划　.............................　167 知识储备　.........................................　167 任务实施　.........................................　169 任务小结　.........................................　172 任务4.3　数据看板类数字孪生体 制作　............................................　172 职业能力目标　.................................　172 任务描述与要求　.............................　173 任务分析与计划　.............................　173 知识储备　.........................................　174 任务实施　.........................................　175 任务小结　.........................................　177 习题　....................................................　177 目　录 第三部分　孪生虚拟仿真部分 项目５　十字路口红绿灯系统虚拟 仿真　.......................................　181 案例引入　............................................　181 任务5.1　搭建与调试十字路口 红绿灯场景　...............................　181 职业能力目标　.................................　181 任务描述与要求　.............................　181 任务分析与计划　.............................　182 知识储备　.........................................　182 任务实施　.........................................　182 任务小结　.........................................　186 任务5.2　编写十字路口红绿灯 系统的PLC　程序 ......................　186 职业能力目标　.................................　186 任务描述与要求　.............................　186 任务分析与计划　.............................　187 知识储备　.........................................　187 任务实施　.........................................　190 任务小结　.........................................　194 任务5.3　十字路口红绿灯场景的 仿真通信　...................................　194 职业能力目标　.................................　194 任务描述与要求　.............................　194 任务分析与计划　.............................　194 任务实施　.........................................　195 任务小结　.........................................　197 习题　...................................................　197 项目6　水塔水位系统虚拟仿真 ..........　198 案例引入.............................................　198 任务6.1　搭建与调试水塔水位 场景　............................................　198 职业能力目标　.................................　198 任务描述与要求　.............................　198 任务分析与计划　.............................　199 知识储备　.........................................　199 任务实施　.........................................　199 任务小结　.........................................　204 任务6.2　编写水塔水位系统的PLC 程序　............................................　204 职业能力目标　.................................　204 任务描述与要求　.............................　204 任务分析与计划　.............................　205 知识储备　.........................................　205 任务实施　.........................................　206 任务小结　.........................................　210 任务6.3　水塔水位场景的仿真 通信　............................................　210 职业能力目标　.................................　210 任务描述与要求　.............................　210 任务分析与计划　.............................　211 任务实施　.........................................　211 任务小结　.........................................　212 习题　....................................................　212