课程简介
本课程面向机器人工作站的数字化建模与虚拟调试，将几何结构、运动行为、控制逻辑和运行数据结合起来。通过虚拟产线或工作站案例，学习设备对象映射、信号连接、状态监控与场景测试，分析虚拟系统与现场设备的差异。课程以模型文件、信号清单、测试用例和差异报告为成果，培养在实施前发现接口问题、验证控制逻辑和跟踪模型修订的能力。
数字孪生与虚拟调试技术应用
本课程面向机器人工作站的数字化建模与虚拟调试，将几何结构、运动行为、控制逻辑和运行数据结合起来。通过虚拟产线或工作站案例，学习设备对象映射、信号连接、状态监控与场景测试，分析虚拟系统与现场设备的差异。课程以模型文件、信号清单、测试用例和差异报告为成果，培养在实施前发现接口问题、验证控制逻辑和跟踪模型修订的能力。
课程类别专业核心
计划学时64 学时
教学单元4 个单元
课程目标
明确完成课程学习后应具备的综合实践能力。
【知识目标】
理解数字孪生建模方法、系统集成架构、现场总线通信、设备状态监测，掌握其在数字孪生与虚拟调试技术应用中的应用边界。
【能力目标】
1. 建立设备、行为及信号之间的映射，说明模型范围和简化假设。
2. 完成控制逻辑与虚拟工作站的信号联调，验证正常流程及异常场景。
3. 比较虚拟结果与设备约束，提交差异清单、测试证据和模型更新说明。
【素养目标】
将数字素养、工程责任意识、团队协作落实到任务准备、成果检查与学习复盘，保持过程记录真实、完整、可追溯。
核心能力
明确学完本课程应掌握的知识、技能与职业素养。
数字孪生建模方法系统集成架构现场总线通信设备状态监测
数字孪生虚拟调试离线编程与仿真验证PLC与机器人通信配置机器人运行状态监控与数据分析
数字素养工程责任意识团队协作
数字孪生系统认知
16 学时围绕“数字孪生系统认知”，学习模型、数据、行为与虚实映射关系。通过梳理工作站孪生对象，说明关键概念、任务步骤与验证条件；结合图样、程序或过程记录检查结果，能够解释差异并提出有依据的改进建议。
设备建模与信号映射
16 学时围绕“设备建模与信号映射”，学习设备参数、I/O、状态与通讯接口。通过配置孪生设备，说明关键概念、任务步骤与验证条件；结合图样、程序或过程记录检查结果，能够解释差异并提出有依据的改进建议。
虚拟调试与自动循环
16 学时围绕“虚拟调试与自动循环”，学习控制逻辑、节拍、报警与状态切换。通过运行自动循环并观察状态，说明关键概念、任务步骤与验证条件；结合图样、程序或过程记录检查结果，能够解释差异并提出有依据的改进建议。
故障恢复与验证报告
16 学时围绕“故障恢复与验证报告”，学习异常注入、恢复策略、记录与复盘。通过验证故障恢复与节拍，说明关键概念、任务步骤与验证条件；结合图样、程序或过程记录检查结果，能够解释差异并提出有依据的改进建议。
数字教材
用于课程知识学习、章节阅读和内容检索。
暂未关联数字教材
实训项目
用于项目训练、任务实施和实践成果验证。
实训 · 实操实训数字孪生与虚拟调试
本项目围绕教学工作站的数字模型与控制逻辑对应关系，组织设备对象映射、信号配置、虚拟运行和调试结果分析。学生依据工作站资料建立对象清单，区分几何外观、运动行为与控制状态，检查虚拟设备和控制程序之间的数据交互。通过正常循环、异常输入和节拍对比，识别模型假设与实际设备之间的差异，形成可复核的虚拟调试方案，为现场实施前的接口检查与问题预判提供依据。
查看详情 →实训 · 虚仿实训工业机器人离线编程与仿真本项目围绕机器人工作站离线工程文件的建立与验证，组织设备模型导入、工具工件配置、轨迹规划和程序仿真。学生根据给定工艺任务分析工作空间、作业顺序与路径约束，检查模型、坐标和控制器配置之间的一致性。通过可达性、干涉及运动连续性检查定位方案问题，比较轨迹调整对运行效果的影响，并说明仿真结论的适用条件和现场验证要点，培养可复核的离线编程能力。
查看详情 →建议先修→当前课程→岗位方向
先修课程
建立进入本课程所需的基础知识与技能。
课程 · 专业核心工业机器人离线编程与仿真
本课程围绕工业机器人工作站的离线规划与仿真验证，学习场景建模、虚拟控制器配置、工具工件坐标、轨迹生成及信号逻辑调试。通过搬运、码垛、焊接和去毛刺案例，分析可达性、碰撞风险、程序结构与作业节拍。课程强调仿真假设、模型精度和现场差异记录，形成从需求分析、离线验证到现场验证计划的工程方法。
查看详情 →课程 · 专业核心可编程控制技术本课程以机器人工作站顺序控制与设备协同为主线，讲解PLC程序组织、输入输出处理、状态转换和通信握手。通过输送、夹持与机器人协同案例，建立需求、I/O清单、控制程序和测试记录之间的对应关系。学习过程采用仿真与教学设备验证，注重互锁、超时、故障复位及人机界面信息的一致性，为后续系统集成与虚拟调试提供控制基础。
查看详情 →岗位方向
连接课程核心能力与适配岗位。
课程核心能力可用于该岗位方向的基础学习与实践训练。
课程核心能力可用于该岗位方向的基础学习与实践训练。