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生产线数字孪生系统 — 技术协议
更新日期：2026-06-25
为规范甲方生产线数字孪生系统的开发、实施与交付工作，明确甲乙双方的技术责任、工作内容、技术标准及验收要求，确保项目保质、保量、按期完成，甲乙双方本着平等自愿、公平诚信的原则，经友好协商，达成本技术协议。
本协议作为双方项目合作、验收、售后的技术依据，与主合同具有同等法律效力。
1. 项目概况
1.1 项目名称
生产线数字孪生系统
1.2 项目背景
本项目针对甲方 3 个自动化生产工作岛，搭建专属生产线数字孪生系统。通过三维建模、虚实映射、实时数据交互、仿真模拟、可视化监控等技术，构建与物理产线完全同步的虚拟数字化场景，实现产线设备动作仿真、布局优化、工艺验证、实时监控等功能，助力甲方实现生产过程数字化、可视化、智能化管控，提升产线调试效率、生产稳定性与整体产能。
1.3 项目范围
本次数字孪生系统覆盖甲方 3 个生产工作岛全部核心设备、自动化控制系统及配套装置，包含模型处理、孪生仿真、模拟验证、可视化监控、设备动作映射、技术参数、实施标准、验收要求、售后运维等全部技术内容。
设备清单（共 12 项）：
| 序号 | 设备名称 | 品牌 / 型号 | 控制系统 | 数量 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 车削中心（带动力刀塔） | WIA / L2100SY | fanuc 32i-modelB 2017 | 1 台 |
| 2 | 磨床 | studer / S33 | — | 1 台 |
| 3 | 数控车床 | 马扎克 / QSM250L/1000 | 马扎克 2015 | 1 台 |
| 4 | 加工中心 | WIA / F500 | fanuc-i 系列 2015 | 1 台 |
| 5 | 车铣复合中心 | WIA / L2000LSY | fanuc-i 系列 2015 | 1 台 |
| 6 | 插齿机 | 长机科技 / YKD5132H-1270 | SINUMERIK 828D | 1 台 |
| 7 | 中心孔研磨机 | 新日 / 2MK8012 | — | 1 台 |
| 8 | 精密测量设备 | 业纳 / CS608 Pro | — | 1 台 |
| 9 | KUKA 机器人系统 | KUKA / KR210R2700 | KRC4 | 1 台 |
| 10 | 超声波清洗设备 | — | S7-200 PLC | 1 台 |
| 11 | 西门子自动化控制系统 | 1511-1 pn | PLC | 1 套 |
| 12 | 西门子自动化控制系统 | 1214c | PLC | 2 套 |
2. 技术目标
本项目以 1:1 实景还原为目标，提供产线的数字孪生，实现设备数据与工艺模型的集成，确保三维模型与设备运动基本同步，支持关键数据高频率采集与场景流畅渲染，并提供数字孪生看板展示。
3. 技术内容
系统构建与物理产线 1:1 复刻、动作逻辑同步的虚拟孪生场景，实现物理实体与虚拟场景的实时互动。物理设备运行状态、动作、参数可实时映射至虚拟场景；虚拟场景可完成仿真调试、工艺验证、布局优化。
3.1 模型确认与导入
- 乙方安排专业技术人员与甲方对接，逐台核对 3 个工作岛所有设备工业模型并确认
- 支持主流工业三维模型格式（STEP、IGS、STL 等）导入系统
3.2 模型简化
- 在保留设备核心结构、运动部件、外观特征、工艺关键结构的前提下，对模型非关键冗余结构、细碎配件进行轻量化简化处理
- 简化后模型不影响设备动作仿真、干涉检查、精度验证、布局展示等核心功能，同时降低系统运行负载，保障场景流畅运行
- 支持模型简化等级自定义调整，可根据展示、仿真、调试不同场景切换模型精度
- 简化后的模型需经甲方核验确认，确保满足生产仿真及可视化使用需求
3.3 布局规划
- 系统支持虚拟场景内设备拖拽、位移、旋转、间距调整，可灵活调整 3 个工作岛所有设备的布局位置
- 支持产线布局方案保存、调整，供甲方择优使用
3.4 全维度数字孪生仿真
基于 1:1 虚拟孪生场景，复刻物理产线全生产逻辑，实现虚实实时同步，完整还原产线生产运行全过程。
3.4.1 设备动作孪生复刻
系统需精准还原所有核心设备的真实动作逻辑、运动轨迹、运行节奏：
| 类别 | 动作要求 |
|---|---|
| 机床类 | 所有数控机床、加工中心、磨床、插齿机等设备的开关门动作、各轴精准运动，运动行程、速度、轨迹与物理设备完全一致 |
| 机器人 | KUKA 机器人全轨迹运动、抓取、搬运、上下料、对接工位等全套动作复刻 |
| 机器人附属 | 抓手拆卸、更换、校准动作全流程仿真，匹配实际换爪工艺逻辑 |
所有动作支持实时同步、单步调试、循环演示，动作响应精准、无错位、无丢步。
3.5 可视化看板监控
| 序号 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| ① | 一体化三维监控看板 | 融合数字孪生与数据可视化技术，实现产线、设备、工艺、数据的全方位、实时、动态监控 |
| ② | 三维场景漫游 | 支持三维场景漫游、视角切换、设备聚焦查看 |
| ③ | 核心数据展示 | 设备启停状态、轴运动参数、生产节拍、产量数据、设备运行负荷、异常报警信息、工序完成进度 |
| ④ | 异常弹窗预警 | 支持异常情况实时弹窗预警 |
具体展示内容根据甲方要求调整，展示的数据需能够采集到或甲方能够提供。
3.6 数据交互与接口
- 系统支持与甲方西门子自动化控制系统、KUKA 机器人控制系统、各数控设备控制系统数据对接
- 采用标准化工业协议传输数据（各控制系统需提供相关接口，如需购买和开通由甲方负责）
- 数据交互满足实时性、完整性、安全性要求，支持数据传输，物理设备数据实时上传孪生系统
4. 人员与变更管理
- 本项目的变更必须由双方协商一致，并以书面形式确定
- 乙方配备的技术人员必须得到甲方认可，对于甲方不认可的技术人员，乙方应及时调整
5. 交付物
| 序号 | 交付内容 |
|---|---|
| 1 | 完整可运行的生产线数字孪生系统一套 |
| 2 | 处理后的三维模型源文件 |
6. 验收标准
| 指标 | 要求 |
|---|---|
| 数据实时性 | 设备状态、动作、参数更新延迟 ≤ 200ms，虚实同步无明显卡顿、滞后 |
| 数据采集频率 | < 2s |
| 页面响应速度 | < 2s |
7. 质量保证
验收合格后质保期 一年。
8. 知识产权
- 本软件的著作权为乙方所有，甲方对软件具有永久使用权
- 开发过程中甲方提供的所有数据、模型、接口等技术资料，乙方仅限用于本项目开发
- 未经乙方同意，甲方不得将本软件复制或提供给任何第三方使用，不得对软件进行反向工程、反向编译、反汇编或传播至互联网
- 乙方保留追究甲方法律责任的权利
9. 其他
- 本技术协议为项目专属技术依据，未尽事宜由双方协商补充，补充协议与本协议具有同等效力
- 本协议一式两份，甲乙双方各执一份，双方签字盖章后生效