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数智孪生 模型驱动—数字化工厂三维建模与全生命周期应用

珀菲特企业管理 PERFECT CONSULTANT
基本信息 COURSE INFORMATION
课程名称
数智孪生 模型驱动—数字化工厂三维建模与全生命周期应用
参加对象
企业智能制造推进办公室、工艺技术部、设备工程部、信息化部、基建项目部核心人员与技术骨干。
授课天数
1 天
授课形式
技术原理讲授+软件工具操作+案例分析+分组工作坊 课程特点:1、分层教学:从模型创建、模型组织到模型应用,逐级赋能。 2、实战导向:结合企业典型产线(转向架焊接、总组装)进行数字化孪生演练。 3、AI+赋能:展示AI点云识别、参数化建模、基于机器学习的模型自动简化等前沿技术。
官网电话
400-008-4600,13382173255(Karen 郑老师)
公司官网
1500门公开课,2万门内训课,可登陆搜索:https://www.perfectpx.com/
课程背景 COURSE BACKGROUND

数字化工厂是制造业迈向智能制造的关键跃迁。对于轨道交通装备制造企业而言,复杂的产品结构、大量的定制化配置、严格的质量追溯要求,迫切需要从产品设计、工艺规划、生产线设计到工厂运营全链路实现三维数字化贯通。然而,当前存在“设计-工艺-建造-运维”数据断裂,BIM、3DMax等模型工具各自为战,难以形成企业级数字孪生资产。本课程将结合轨道交通装备制造企业在复杂机电系统集成、多品种离散制造、高精度装配等环节的技术特点,系统讲授以三维建模为核心的数字化工厂建设路径、方法工具,以及与现有PLM、MES系统的融合策略、AI加速建模、数据关联的实施方法,最后制定形成企业级的《数字化工厂三维建模实施路线图》。

课程收益 COURSE BENEFITS

1、理解面向数字化工厂的三维建模体系架构,明确BIM、3DMax、点云、轻量化引擎等不同技术工具的适用场景与协同逻辑。

2、掌握从激光扫描现有厂房生成“现状模型”,到基于BIM进行产线、物流、公用管线“正向设计”的全流程技术方法。

3、学习构建“设备级-产线级-车间级-园区级”四级数字孪生体,并赋能生产模拟、碰撞检测、虚拟调试等关键应用。

4、通过标杆案例,获得驱动三维模型与MES、WMS、ERP等实时数据关联的接口规范与实施经验。

课程大纲 COURSE OUTLINE

一、澄清概念:物理工厂、虚拟工厂、数字孪生工厂的关系

模型精度等级(LOD100-LOD500)与制造场景的对应关系(概念布局、详细设计、施工、运维)

二、企业技术路线适配:

多品种小批量(动车组)与大批量定制(城轨车辆)混合生产模式的建模重点差异

1. 动车组:强调复杂物料BOM与工位制节拍化生产的空间模型映射

2. 城轨车辆:强调产线可重构性,模型需支持快速重配置仿真

三、三维建模工具矩阵选型与协同

1. BIM类(Revit, ArchiCAD):适用于厂房建筑结构、厂务设施(水电气暖通)、管线综合

2. 工业设计/可视化类(3DMax, Maya, C4D):适用于工艺动画、虚拟展厅、高质量渲染

3. 工厂设计类(Plant 3D, SolidWorks Composer):专注于设备、产线、管道、结构钢架

4. 数据集成与可视化类(Unity, Unreal, ThingJS):负责模型轻量化、数据融合与交互

四、互动场景:

分组讨论——对于老旧车间改造,是先进行高精度激光扫描,还是基于图纸重新建模?各自的成本与精度权衡。

一、实体设备与产线的高精度建模

1. 基于供应商提供的3D CAD模型(如.STEP, .IGS)的转换、减面与优化

2. 复杂非标设备(如翻转机、移载台)的现场测绘与参数化重建技术

二、现有厂房的逆向建模:激光扫描与点云处理

1. 激光扫描仪设站、标靶布设与数据采集方案

2. 点云拼接、去噪、分类(区分墙体、柱、梁、管道、设备)及建模软件(如Autodesk Recap)操作演示

3. 从点云到BIM实体模型(墙体、楼板、门窗、吊车梁)的半自动化生成流程

三、全厂公用动力及能源管线的三维综合

1. “管线综合”原则:小管让大管、有压让无压、电气管线避让热力/水管

2. 碰撞检测流程:硬碰撞(物理空间干涉)与软碰撞(检修空间预留不足)

四、AI+方法:

基于深度学习的点云语义分割,自动识别管道、立柱、设备等类别,大幅提升逆向建模效率。

一、模型轻量化与Web发布

1. 网格减面、纹理压缩、实例化(Instancing)技术原理

2. 常用轻量化引擎(如BIMFace, 广联达BIM轻量化引擎)特点与选型

二、模型与实时数据融合:数字孪生的“赋魂”

1. 设备模型Tag编码规则,应与MES系统中的设备资产编码完全一致

2. 通过API、MQTT等协议,将设备实时状态(启停、告警、温度、产量)绑定至三维模型

3. 应用示例:在三维场景中点击任意AGV小车,弹出其当前电量、位置、任务列表

三、典型数字化应用场景

1. 虚拟试生产:在三维环境中模拟新车型导入对产线物流、工位通过性的影响

2. 维修模拟:利用VR/AR眼镜,将三维维修手册叠加至真实设备上,指导复杂拆装

3. 人员培训:构建三维工厂漫游系统,用于新员工安全与工艺流程培训

四、标杆企业案例深潜(五个)

案例一:某商用航空发动机企业建立了从部件到整车的全三维MBD(基于模型的定义)工厂模型,直接驱动AGV路径规划。

案例二:某重型卡车制造企业,利用BIM+3DMax完成冲、焊、涂、总四大车间管线综合,减少现场返工60%以上。

案例三:某先进电子制造企业,基于点云数据构建了无尘车间高精度模型,用于微调设备布局以优化的物料自动搬运小车路径,缩短了15%的运输时间。

案例四:某精密机床制造企业,将数控机床的虚拟调试环境与三维工厂模型融合,实现了机器人程序离线编写与碰撞验证。

案例五:某大型工程机械集团,建立统一的数字孪生平台,连接全球多个工厂模型,用于集团级OEE对标与远程诊断。

一、制定企业三维建模标准

工具:《建模精度分级标准》、《设备模型命名与配色规范》、《模型交付与验收清单》

二、设计“渐进式”实施路径

阶段一(试点):选择一条典型产线或一个复杂车间,完成激光扫描+模型重建

阶段二(集成):将试点模型与MES数据连接,验证一至两个应用场景(如设备状态可视化)

阶段三(推广):制定全厂区建模滚动计划,建立数字孪生运营团队

三、实战工作坊(1.5小时):

提供某车间局部区域的点云数据样本或设备CAD模型集,分组完成以下任务:使用给定工具(或在线轻量级建模平台)完成三台设备与一段管线的简易模型组合;设置任意两个设备模型的动画(如旋转、移动);将模型上传至免费轻量化平台,并模拟添加一条“设备温度超限”的告警标签。分组演示、点评建模规范与表现力。

四、课程总结与互动答疑

1、回顾核心技术框架、工具协同策略及各阶段关键节点,归纳从现状扫描到数字孪生演化的分期实施路径。

2、根据学员课前收集的实际技术问题,进行重点分析与路径建议。

讲师介绍 INSTRUCTOR PROFILE
蔺军老师

珀菲特顾问 | 蔺军老师

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讲师简介 / About the Program Leader

蔺军老师  工业数智化与产业转型实战专家

授课风格

1、实战落地性强:不空谈理论,所有方法论均源于自身全程操盘具体的项目痛点、实操过程和量化成果;配套专属实战工具包,学员可直接结合自身企业场景复用;

2、务实易懂:采用“理论讲解+案例深潜+工作坊演练+沙盘推演”的授课模式,结合自身项目操盘经历拆解案例,语言通俗、逻辑清晰,既有技术深度,又有实战温度,兼顾高管战略认知提升与中层实操能力落地,适配不同层级学员需求。

部分服务过的企业:

大型央企:中建一局、中建二局、中建六局、中建七局、中建科工、中建铁路投资建设集团、中交集团、中交第 一航务工程局、中交天津港湾工程研究院、上海振华重工集团、上海振华重工南通分公司中铁建工、中铁建设、中铁二十四局集团、中铁咨询、中冶集团、葛洲坝集团、中国铁路济南局集团、中铁宝桥南京公司等。

大型国企:天健建工、深圳建设、深圳建安、上海建工、华西企业、江苏华建、陕西建工、前海投控、上海嘉定交通发展集团、宜宾临港投资建设集团等。

政府单位/协会:中国建筑金属结构协会、国家钢结构行业主管协会、深圳建筑业协会、浙江省工程建设质量管理协会、无锡市勘察设计协会等。

其他知名企业:深圳建工、天元集团、京沪重工、精工工业、中南建设、多维集团、东方诚集团、杭州建工、上海市政工程设计研究总院、柳州欧维姆机械、SK海力士(无锡)投资公司、杭州长川智能制造、广东金辉华集团、三峡金沙江云川水电开发有限公司宁南白鹤滩电厂、广州越秀融资租赁有限公司、中南大学等。

工程项目管理实战专家

12年企业数智化应用实战经验

21年大型工程项目管理实战经验

浙江大学工学博士

教授级高级工程师

长安大学、苏州科技大学、上海师范大学研究生导师

现任:江苏沪宁钢机股份有限公司丨总设计师、创新研究院院长

曾任:深圳特区建工科工集团(深圳国资委下属唯 一国资建工集团)丨副总经理、总工程师

曾任:浙江精工钢结构集团(上市企业)丨总工程师

曾任:江苏沪宁钢机股份有限公司(建筑与桥梁钢构头部企业)丨副总工程师、结构设计二所所长

擅长领域:智能制造(工业数智化)、智能建造、数字化转型、AI+业务创新应用、工程项目管理、能源与化工项目建设与成本控制、交能融合与路衍经济、交通基础设施资产数智化运营、工程质量创优与技术创新、海外EPC项目实施策略等。

持多项(职称)证书:高级工程师、一级建造师、注册监理师

在工业数智化/工程项目管理专业领域上术业有专攻:

1)浙江省、广东省、深圳市科技咨询项目评审入库专家

2)中国建筑金属结构协会专家委员会委员、中国钢结构协会专家委员会委员

3)深圳建筑业协会专家、浙江省工程建设质量管理协会专家、绍兴市特聘专家

4)北京大学中文核心期刊《空间结构》杂志编委

5)累计操盘国 家 级、省级重点数智化项目及课题超20项

在工业数智化/工程项目管理实战领域落地成果丰硕累累:

1)累计完成86项大跨度空间及高层建筑、长大桥梁结构、EPC工程国家与地方重点项目的相关设计、施工分析与工程管理工作,多个项目获中国建筑钢结构优质工程“钢结构金奖”,中国建筑工程“鲁班奖”、中国土木工程“詹天佑奖”;

2)持续开展科技创新研发工作,形成多项新型建筑工业化产品体系、智能建造设备装备产品、智慧建造及绿色建造技术创新与创效成果,3年内项目申报累计获得外部资金支持超3000余万元。

3)主导2023年深圳市科技创新计划重点项目《高层超高层建筑工业化建造装备集成平台(IPICE)》(造楼机),研发具备六大功能系统、包括20项子功能、拥有自主知识产权的大型智能建造装备,突破行业技术壁垒,有力支撑国企智慧建造品牌与高质量发展战略落地。

实战经验

蔺军老师拥有10年高校专业深研经历、20余年项目一线操盘大型工程管理及工业数智化实战经验,贯穿“技术研发-项目落地-体系搭建-团队培育”全链条,先后主导3家行业龙头企业数智化转型全流程,直面传统基建企业“转型落地难”“成本失控”“数据割裂”“资产运营低效”等核心痛点,全程参与“痛点诊断-方案设计-技术选型-落地推行-优化迭代”每一个环节,形成了“战略顶层设计-技术选型落地-组织人才适配-生态共建共赢”的全维度实战方法论,所用方法均经过项目验证,可直接复制使用。

标杆项目案例一:深圳特区建工集团(国资背景)-《高层超高层建筑工业化建造装备集成平台(IPICE)》(造楼机)项目

实操过程:牵头各成员企业组建专项研发团队,明确“技术研发+业务对接+落地推行”分工,负责1750万科研经费的《高层超高层建筑工业化建造装备集成平台(IPICE)》(造楼机)项目研发工作,形成具有自主知识产权、具备六大功能系统(支撑及动力系统、钢平台系统、模板系统、挂架系统、辅助系统和安全防护系统,包括20项子功能)、集“智能建造”“绿色建造”“精益建造”三位一体的新型工业化、自动化建造装备与成套技术;

在钢平台结构标准化、预制构件吊装效率、动力支撑系统工作效率与灵活性、辅助功能集成度等方面,全面优于外部类似功能产品。同步梳理深圳市科创委政策扶持导向,联合高校、科研机构完成针对性重点项目成果的申报与立项,获批深圳市科技创新计划重点项目。

量化成果与效益:IPICE整体装备制备落地后,实现项目施工效率提升30%以上,单项目工期缩短约1/3,人工成本降低25%;项目系列申报成果累计获经费资助800万,“大跨空间结构逆向建模及智能建造技术”通过行业权威鉴定,获“国际领 先”评价,斩获中国建筑金属结构协会科学技术奖一等奖。项目成果不仅提升了企业品牌影响力,推动集团数智化业务转型实际落地,助力项目承接;此外,通过提供安全、稳定、绿色、友好的人机工作环境,实现智慧建造装备与数字智能技术软硬件的有效结合应用,产生了良好的社会经济效益。

标杆项目案例二:江苏沪宁钢机股份有限公司(行业龙头)-主导企业业务数字化智能化平台建设、钢结构智能制造工业化核心系统成套技术落地全流程

实操过程:以企业多年的项目实践积累为基础,牵头各业务部门搭建首个数字化生产管控平台,梳理钢结构加工、运输、安装全流程业务节点,打通业务各环节数据壁垒,建立数字化生产操作流程;结合行业新质生产力发展目标需求,主导实施企业智能化业务流程建设,操盘崇启公铁长江大桥、狮子洋通道等重大工程的数智化技术规划与项目实施工作,建立“技术培训-试点应用-全员推广”的落地机制,解决传统业务生产与数智化转型要求的认知冲突与实施堵点。

量化成果与效益:数智化业务平台落地后,企业综合运营和服务能力得以极大改善,工厂BOM清单分拣率提升80%,部门协同效率提升50%,统计准确率提升100%。车间在制品率降低20%以上,错漏件率控制在十万分之一;钢材损耗率降低1%,发运错误率降低至十万分之一。生产流程简化20%,一线作业人员优化10%,二线人员优化15%;综合成本降低8.9%,利润率提高15%以上。此外,将平台成果通过SaaS化运营模式推广至行业应用,惠及众多中小企业,助力传统钢结构制造企业提质增效,进而从根本上实现行业的智能制造。以每家平台服务费5万元/年计,年推广收益超200万元;企业的数智化转型经验被行业广泛借鉴推广。

标杆项目案例三:江苏沪宁钢机股份有限公司(行业龙头)-主导北京大兴国际机场航站楼结构施工关键技术研发与项目实践应用

项目痛点:北京大兴国际机场工程被英国卫报评为新世界七大奇迹之首,是全球最 大的单体航站楼,该国家标志性项目造型独特、规模宏大、高烈度抗震设计与多主体施工等特点给工程建造带来巨大挑战;

重点解决措施:首次在超大屋盖结构中应用了基于总体位形控制的“参数建模、智能分析,独立卸载、总体合拢”综合施工技术,打破了先合拢后卸载的传统思路;研发了复杂钢构件的工厂智能制作、高精度数字预拼装应用技术及基于模糊算法的施工进度动态控制方法,构建形成了项目施工全过程数字化动态管理技术平台;

量化成果与效益:通过参数化建模与智能化施工控制技术的研发与实践,对结构建造位形精准控制,80天即高效完成2570m长合拢线、1836个合拢口的构件高精度对接及4.2万吨屋盖钢结构的整体封顶;新技术应用大幅减少了人工、机械与措施投入、加快材料周转,缩短工期4个月,节省工期成本约2160万;提升了项目管理效率,保障了施工安全和工程质量,节约建安成本约355万元。

成果延续应用:创新成果已成功推广应用于厦门翔安国际机场、广州白云国际机场T3航站楼等多项重大工程,取得了显著的经济效益和社会效益。2018年4月30日中央电视台《新闻联播》报道:北京新机场主航站楼为解决工程技术领域的世界性难题提供了“中国方案”。项目建造技术成果获浙江省建设科学技术奖一等奖、北京市科学技术进步奖特等奖;项目钢结构制作、施工获中国建筑钢结构优质工程“钢结构金奖杰出工程大奖”,整体项目获中国建筑工程“鲁班奖”、中国土木工程“詹天佑奖”。

部分授课案例:

序号企业名称主讲课程期数
1中铁建工、中铁建设
(上海、深圳、杭州、天津、长沙、武汉、济南)
《智能建造在工程行业中的应用实践》
《新型建筑工业化背景下的企业转型》
《国有施工企业业务转型升级路径实践》
《工法与标准的编制与申报实战》
《海外业务运营管控风险地图与应对实务》
《AI工具在工程管理中的应用:从经验驱动到数据智驱》
《AI赋能工程项目管理》
《BIM+AI在工程经济审核中的应用》
《长大桥钢箱梁制造施工全周期关键技术与项目实践》
12
2中建集团(一局、二局、六局)《建筑施工企业全面质量管理》
《EPC项目全生命周期管理》
《建筑业三化新业态速赢实战》
5
3中交集团(广州、天津、上海)《中国建造2030:智能·绿色·融合》4
4中铁建设《长大桥钢箱梁制造施工全周期关键技术与项目实践》2
5中南建设《海外项目投标策略与过程管理》2
6葛洲坝集团《建筑企业数字化发展趋势及案例分析》2
7浙江大学《BIM+信息化管理平台建设与应用》2
培训课程 / Training courses

主讲课程

《海外项目投标策略与全周期管理实战》

《智能建造高阶突破数字资产变现》

《企业业务数字化转型实施路径与应对策略》

《数智化转型全景实战——从顶层设计到场景落地》

《交能融合业务全景实战从硬核主业到AI赋能》

《中国建造发展战略之智能建造、绿色建造深度融合路径与未来行动指南》

《EPC项目全景实战从策划到执行的精细化之旅》

《项目创优、技术创效与智能化AI最 新应用》

代表性客户 / PART OF TRAINED COMPANIES INCLUDED BUT NOT LIMITED TO

部分授课评价

蔺老师在《建筑企业数字化发展趋势及案例分析》课程中,带领我们的项目经理和业务骨干一起,基于行业的过往、现状推演今后的业务发展趋势,有方法更有实施路径和标杆案例指引,理论和实践并重,把高深的专业知识演绎得通俗易懂,让我们对各行业的发展态势有了更深入的认识,对今后业务方向和项目热点的把握很有意义。学习时间转瞬即逝,有种意犹未尽的感觉。

葛洲坝集团 曹总分公司总经理

蔺军老师的课彻底打破了我们对数智化转型的碎片化认知!从行业政策到企业顶层设计,从战略规划到架构落地,逻辑层层递进,尤其是“五维”路线图的实操讲解,让我们团队能直接结合自身情况绘制转型蓝图,干货满满、落地性极强。

上海建工集团 汪总 分公司总工

蔺军老师专业背景扎实,同时课堂节奏把控得当,能深入浅出地讲解复杂概念,我们关注的重点内容如转型路径规划、组织变革管理等能在培训中得到充分展开,互动环节设计得很好,能引导学员结合自身企业情况入局思考‌。

——中建一局 张总 分公司副总

‌蔺老师的课程不仅专业理论全面,尤其是实战性和落地性很强,全程通过案例演示和工具实操讲解,可以说是干货满满。通过这种类型的学习和互动可以增强我们在业务中的实操信心,也就提升了大家学习、消化课程内容、学以致用的积极性。

——中铁建工王总 分公司总经理

在《中国建造发展战略之智能建造、绿色建造深度融合》课程中,蔺老师分享的案例专业度强、深度足够,能满足实际项目需要,在打开学员思路的同时,也可以将其中的方法和策略用在我们项目的策划、实施和综合创效等多个方面,让人受益匪浅。特别感谢给我们的精英骨干们授课。

——中交集团 涂主任 培训中心主任

服务流程 Service Procedure

提交需求

明确内训需求与课程方向

沟通诊断

了解岗位、学员与业务痛点

项目调研

调研实际场景与学习目标

方案设计

定制课程内容与实操安排

达成共识

确认培训方案与实施细节

项目实施

讲师授课与现场实操

持续跟踪

跟进学习应用与问题反馈

效果评估

评估培训成果与落地效果

关于珀菲特顾问 ABOUT PERFECT CONSULTANT

我们是谁 Who We Are

珀菲特顾问成立于2011年,是一家专业为企业提供一体化解决方案的知识供应商。我们紧跟AI技术发展趋势,整合AI实战讲师资源,为企业提供从AI认知到落地的全链条赋能培训解决方案。

Founded in 2011, PERFECT CONSULTANT is a knowledge supplier specializing in integrated enterprise solutions. We closely follow AI technology trends and integrate practical AI instructor resources to provide full-chain empowerment from AI awareness to implementation.

我们做什么 What We Do

承接组织绩效提升与人才学习发展业务,覆盖企业内训、公开课、在线学习和项目咨询四大板块,并将AI赋能内容融入不同业务与岗位场景。

We support organizational performance improvement and talent learning development across enterprise internal training, public courses, online learning and project consulting, embedding AI empowerment into business and role-specific scenarios.

服务对象 Our Clients

服务世界500强企业、合资工厂、国有企业、快速发展的民营企业及行业代表性企业,客户包括微软、Intel、阿里巴巴、腾讯、华为、三星、丰田等知名科技与制造企业。

We serve Fortune 500 companies, joint ventures, state-owned enterprises, fast-growing private companies and industry leaders, including Microsoft, Intel, Alibaba, Tencent, Huawei, Samsung, Toyota and other leading technology and manufacturing enterprises.

公司数据 Company at a Glance

2011 成立年份Founded
6000+ 服务企业Enterprise Clients
60万+ 累计学员Total Learners
2000+ 签约&特邀讲师Signed & Guest Instructors
300+ AI热门课题AI Courses
1500+ 现有公开课Public Courses
20000+ 现有内训课Internal Courses
20+ 覆盖城市Cities Covered
线下业务 OFFLINE BUSINESS

公开课

覆盖AI赋能与领导力、通用管理、人力资源、精益智造及个人效能等方向,为不同岗位提供实战课程。

企业内训

围绕组织绩效与人才发展定制培训方案,可将AI办公、智能体、AI研发与数字化供应链等内容嵌入业务场景。

项目咨询

提供人才梯队、智能制造与AI转型咨询,通过案例驱动、工具实操和模板交付推动方案落地。

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