包号：001

包名称：沈阳理工大学面向军品生产的数字孪生及虚拟仿真实验平台采购项目

是否为经过审批采购的进口产品：否

招标文件要求

重要提示：实质性要求及重要指标用★标注，★标注项不得负偏离，如果负偏离，则投标文件无效。

投标文件

响应内容

偏离程度

偏离说明

证明材料

序号

设备名称

台套数

详细技术参数（含配套）

1

电梯孪生仿真实训系统

6

一、控制系统

1） 1套 可编程控制器

A. 控制器CPU ，2个PROFINET接口，集成输入/输出：14 路数字量输入 24V直流输入，10路晶体管输出24 V直流，2路模拟量输入0 - 10V DC，2路模拟量输出 0 – 20mA；供电：直流 DC 20.4 - 28.8 V ；程序存储器/数据存储器：125 KB

B. 以太网电缆

C. 工程组态软件（含授权）

2） 1套 Profibus主站模块

用于控制器，ProfiBus CM通信服务总线协议，可与DP-V0/V1从站进行通讯。

3） 1套 Profibus从站模块

通讯模块，将RS485信号转换成Profibus DP信号输出，使控制对象可通过Profibus通讯方式与PLC/ DCS交互。

4） 1套 单相24V电源

输入：120/230V AC，输出：24V DC/2.5A。

5） 2个 总线连接器

带电缆出口的Profibus FastConnect RS485，带绝缘刺破接口，最大数据传输速率12Mbit/s。

6） 1套 ProfiBus电缆

Profibus FastConnect标准电缆，快速安装，2芯，屏蔽。

7） 1套 工业以太网交换机

10/100MBIT/S 的非管理型工业以太网交换机。

二、工艺对象主体设备

1台嵌入式工业计算机；

1台液晶显示器，1个鼠标，1个键盘；

1个通讯转换模块，支持RS485现场总线通讯；

1台标准控制屏（台式），H600*W600*D300，含成套集成电气元器件。

三、虚拟仿真软件

1套 虚拟仿真软件，具有如下功能：

1） 基于虚拟现实技术的三维可视化环境

应用虚拟现实技术，能够对电梯轿厢在楼层间运行过程中的多种工作条件和故障模式进行实时仿真，该系统满足的情景再现与工程再现使得人机具有良好的交互方式，逼真的表现形式使得学习人员可以根据电梯运作情况和位置优先度进行操控从而达到教学/培训的效果。

2） 高精度的多电梯逻辑控制数学模型，能够任意配置呼叫乘客，以及配置可以考察控制效果的评分规则。

3） 完整的多电梯运行工况模拟。

4） 完善的实验教学环境。

5） 与控制器构成硬件在回路仿真。

6） 支持Profibus-DP、工业以太网以及OPC通信方式。

7） 包含但不限于单部四层、单部六层、两部六层、三部六层、三部十层、六部十层。

▲8）具有电梯对象选择、通讯类型选择、通讯参数配置、用户模型配置、手操/外控模式选择、评分系统设置、传感器信号监视、通信数据实时监视等功能。（提供演示视频）

可开设的实验清单：控制器连接与组态，电梯启停控制，电梯楼层信号控制，电梯外呼内选信号控制，电梯开关门控制，电梯开关门故障保护。

1个 虚拟仿真软件的授权。

四、配套资源

提供与该设备配套的产品使用说明书和实验指导书各1份。

2

数字化工厂孪生开发平台

1

★1.不少于120个用户授权；

2.设备虚拟调试：

▲支持通过OPCUA协议和西门子S7协议，与现场设备进行数据交互及虚拟调试，均可对现场PLC控制器的数据点进行读模式、订阅模式和写模式，实现数字孪生在仿真环境可监视现场设备状态、设备运动情况，也可下发命令至设备，让产线启动或停止。（提供演示视频）

▲支持KUKA/ABB/安川/川崎等四大机器人品牌的轨迹规划、离线编程、碰撞检测、可达性分析、代码导出；组件库内置1400个以上的机器人组件，内置KUKA/ABB/安川/川崎等主流机器人协议；图形式示教可快速进行机器人姿态设计、运动路径干涉检查和姿态合理性分析；机器人姿态和轨迹的离线编程与虚拟调试，与现场设备的实时联机。（提供演示视频）

▲特种机器人：支持喷涂、焊接等机器人动作示教、离线编程及虚拟调试。（提供功能截图2张）

3.装配仿真：

▲能在三维仿真环境自动提醒工艺特性及注意事项。（提供功能截图1张）

▲拥有惯性、碰撞、重力、摩擦等物理行为仿真，支持柔性线束电缆仿真。（提供功能截图1张）

▲支持静态干涉分析。（提供功能截图1张）

▲支持单工作台动态装配干涉分析。（提供功能截图1张）

▲支持产线动态干涉分析。（提供功能截图1张）

▲可进行装配顺序规划，可随时调整装配顺序，得到产品的最佳装配顺序，通过对装配过程与装配路径的预仿真，提高装配工培训效能；在上线装配前，能找出最优装配过程，以及避免干涉；减少制作实际样机；优化装配过程，缩短生产工时，消除浪费；及早发现及改善产品装配过程的问题与错误，缩短产品上市时间。（提供演示视频）

▲装配节拍规划：可通过调整装配活动的顺序及各活动运动时间，达到模拟并行装配场景的目的，辅助用户进行装配节拍计算。（提供功能截图1张）

▲支持装配过程模型自动生成，产品装配路径仿真，自动装配路径规划，动态装配干涉分析。（提供功能截图3张）

▲支持装配线的产能、瓶颈、缓存区利用率、生产和运输设备利用率、人力资源利用率、工时平衡、物料配送策略分析，对产线、设备、物流、库存、节拍、瓶颈、人员和利用率等进行全面评估、综合分析和优化提升。支持多种图表输出分析，折线图、饼图、柱状图等自定义报表，定制化输出；亦可设备头顶实时显示运行参数，3D化组态看板，支持导出Excel，所有数据可导出Excel表格，供第三方使用。（提供演示视频）

▲三维装配工艺设计与工艺仿真要求数据同源，功能直接相互调用，避免数据格式不统一重复工作，影响质量和效果。（提供功能截图1张）

4.人因工程分析：

▲可进行人机工程学可达性、可视性、间隙检查等评估。（提供功能截图3张）

▲带有高级的人体测量功能模型。（提供功能截图1张）

支持评估装配和维修的复杂人体姿态，支持疲劳强度分析、工作姿态分析，通过rule分析实时评估人体疲劳状态。

▲提供人体姿态调整及运动序列定义，系统可自动根据任务和工件位置分解人体动作。（提供功能截图2张）

▲支持工时分析，统计人员利用率。（提供功能截图1张）

▲提供的3D物流过程仿真和机器人仿真/PLC、工艺规划仿真等需在同一3D环境实现。（提供功能截图2张）

5.其他要求：

支持3D离散事件仿真，并且提供多种优化功能；离散物流工作流功能，运行速度显著优化。

▲实现人/实体、PLC/虚拟设备/VR、设备多方实时交互，实时控制，实时仿真，支持运行控制实时指令，进行实时仿真计算。（提供功能截图4张）

▲支持自定义非标设备三维模型导入。（提供功能截图1张）

▲支持外部模型导入/导出：如3Dmax、AutoCAD、CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG/NX等软件模型，并支持主流中间格式，如IGES、JT、Parasolid (x_t)、STEP/STP等。（提供演示视频）

▲支持CAD文件的导入或者导出。（提供功能截图2张）

支持自定义非标设备零编程动态设备组件开发。

▲快速添加参数化尺寸、颜色等静态属性，并定义运行逻辑、运动规则等动态属性。可依需建立公有云/私有云/本地化组件库，项目组成员按权限访问；允许客户建立自己的数字化工厂和知识库。（提供演示视频）

▲支持国内外知名品牌工业机器人成熟动态模型，包含工厂常见应用组件：各大品牌商的机器人、工装夹具和产线设备组件，包含ABB，KUKA，Fanuc，Comau， 川崎，安川, Staubli，新松等品牌，除机器人外，还应提供大量的自动化常用组件，如：传送带，加工机床，龙门架，变位机，地轨，人机协作元素等。（提供演示视频）

▲可以实现对工序设计、设备节拍分析、统计汇报、非标系统设计与应用等的管理。（提供功能截图5张）

▲支持自动化虚拟调试，硬 PLC、软 PLC、仿真模拟器如 SIMIT。（提供功能截图3张）

▲支持 VR 设备实时交互、基于VR虚拟现实的工业仿真展示，沉浸式动态展示具体的生产装配过程、支持VR虚拟产线互动，像游戏一样操作产线设备、控制工厂运行。（提供功能截图2张）

▲支持手机等移动端查阅、支持安卓、苹果等手机移动设备上查看并漫游产线、包含与电脑端一致的3D动态仿真效果。（提供演示视频）

▲支持布局实时调整，实时仿真。（提供功能截图2张）

▲具备传感器信号输入输出。（提供功能截图2张）

▲提供数据采集和输出的界面，支持 Excel、数据库接口，动态地采集和统计数据。（提供功能截图4张）

▲支持标准化 AGV、ASRS、叉车等物流设备组件模型。（提供功能截图3张）

支持产线 3D 布局并行设计、仿真分析。

▲支持多种渲染效果输出，阴影、射线、边线等。（提供功能截图3张）

6.二次开发

▲复杂的物流逻辑、设备逻辑可以使用Python等高级语言编写，不接受软件自定义语言。（提供演示视频）

▲具备二次开发能力以及多种仿真优化工具，可以支持.net等通用语言开发，更好地指导产品的设计和研发等工作，减少研发周期和成本。（提供演示视频）

3

数字孪生实验案例库管理平台

1

1.角色管理：定义教师，学生，管理员三种角色，拥有不同的功能权限、使用界面、使用模块。

2.组织架构：支持自定义组织架构，支持至少2级组织架构定义（院，专业），并可扩展为N级，组织构架可与用户数据、资源数据形成关联与联动。

3.学籍管理：学生数据的增、删、改、查，基本信息录入，支持批量导入，数据导入时支持数据自检排错与重新导入。

4.老师管理：教师数据的增、删、改、查，基本信息录入，支持批量导入，数据导入时支持数据自检排错与重新导入。

5.班级管理：创建班级，设置入学年度，班级名称等信息。批量导入班级学生，修改班级信息，删除班级。

6.服务器监测：服务器状态管理 支持服务器状态管理功能，包括对CPU占用率，内存等属性监控。

7.自动报警：服务器达到报警要求时提示并报警，包括：报警内容（CPU占用率报警等）、报警方式（BEEP等）、报警内容发送到的邮箱等形式。

8.数据备份与恢复：支持资源的实时双重备份，数据库的定期备份，数据库恢复功能。

9.数据传输加密：对输入数据进行加密传输，例如账号密码。

10.攻击监控：对DDOS、SQL注入攻击及脚本攻击的监控并记录日志。

11.练习题库：老师可以创建自己的实现练习题，对其增、删、改、查。作为实验后练习题的资源。可以设置题库的共享范围实现老师之间共享。

★12.案例资源：老师可以上传和管理课程分享的实验案例或课件。对其增、删、改、查。可以设置实验案例或课件的共享范围。（提供功能截图）

13.实验管理：实验课程 创建实验课程，选择对应的数据孪生实验案例及相关课件。设置实验要点，实验课件，实验练习题等实验内容。并设置实验学生访问权限。

14.实验统计：虚拟仿真教学实验的数据统计。包括执行次数，通过率，得分情况等信息。

15.在线答疑：解答学生在事业及学习过程中遇到的问题。

16.个人信息：个人信息维护。

★17.在线学习：根据实验课程授权进入实验学习页面。（提供功能截图）

18.课程学习历史：课程学习历史查询。

19.在线提问：针对课程学习的问题，在线提问给创建课程的老师。

20.资源评价：针对课程进行对老师的评价。

21.统一身份认证及单点登录登出：与学校智慧校园认证系统实现统一身份认证及单点登录登出。系统的单点认证，能支持校园凭证接口集成，支持提供接口供第三方接入。

22.学籍信息同步：与学校教务系统对接获取学籍、班级等信息。

23.老师信息同步：与学校人力资源系统对接获取老师信息、部门等信息。

4

基于灯塔工厂的数字孪生及虚拟仿真软件

1

做为校企合作实训基地的某生产工厂计划进行智能化改造，想实现的最终效果是，平均每15秒就能组装一台成品。压缩、装配、质检等环节，都是在极少需要人工介入的状态下完成。

要求该工厂的自动化率在全球范围内达到领先地位，其日均成品产量要超过5万台，月均产量要超过120万台，与智能化改造之前相比，其产量和产值目标均翻三倍以上。

在品质监控方面，工厂依托人工智能的自动化质量管理，需要对199个质量监控点进行实时质量检测，降低过程不良率50%以上。工厂各项财务指标大幅改善：要求劳动生产率提高50%以上，交期缩短25%，质量缺陷降低60%，客户满意度提升10%。

通过产线物流仿真，解决路径交叉及输送效率提升问题，经过仿真验证：

1．环库小车方案2小时备货数量达130件以上，其效率提升达100%，并避免库区内车辆的交汇与避让；

2．连廊运输设计两种方案进行比对，考虑动力管道客观影响，需要给出合理化建议，并进一步考虑综合成本；

▲该工厂，现有4个生产车间，分别是电子车间，注塑车间、钣金高冲、总装车间。其中8条生产线，有400台以上的自动化设备，全部需要三维建模，并实现数字孪生。（提供类似项目的演示视频）

▲另有5条生产线，150台自动化设备要进行改造，需要进行离线编程、虚拟调试和多机联动联调。（提供类似项目的演示视频）

还有2条新建生产线，80多台自动化设备安装，需要进行产线布局设计及方案验证，并进行物流规划优化仿真。

▲以上工作之外，还需要和工厂现有的制造执行系统进行接口对接，将生产过程的数据读入，实现该工厂全景、全过程的数字孪生，并实时显示到中控室的数字大屏。（提供类似项目的演示视频）

▲ 布局仿真：（提供类似项目的演示视频）

需要根据工厂的CAD布局规划图，对整个工厂进行模型布置，工厂模型总数达到700多种，标准模型组件可以直接在数字化工厂孪生开发平台模型库中找到对应组件，其余的非标件需要通过自定义建模，对这些非标件进行运动逻辑和运动规则的定义，赋予其对应属性值。

采用数字化工厂孪生开发平台进行3D工厂布局和整体规划，设备、人员、机器人布局1:1规划加验证，不断滚动进行仿真规划设计、评估验证、设计更改，并充分考虑产品换型、柔性制造，依托精益生产理论，论证完20种以上的方案后确定最优方案，将项目周期缩短20%以上，厂房空间利用率提高15%以上，产能提高10%以上。

▲ 物流仿真：（提供类似项目的演示视频）

用数字化工厂孪生开发平台对园区大物流和车间布局物流进行全面分析，原外机车间与压缩机车间合并，添加底壳喷粉和内销标准阀自制线，并满足未来三年产能需求。

通过百次以上的物流仿真方案设计和验证，实现的项目目标收益包括：厂房及公摊面积节省45000平方以上、能源耗费年节省50万以上、库存下降50%以上等。

并至少要消除3个物流断点，配送距离缩短30%以上、减少物流配送人员5人以上、产能提升20%以上。

分别举例说明：

1.问题点：

原材料车间相距距离长，来回上下电梯增加等待时间；

2.改善方案：

车间与车间建立连廊，原材料直接通过连廊实现互通，缩短距离，减少上下电梯等待时间，同时也避免与物流车辆交汇。

3.预期效果：

缩短原料运输距离，避免与物流车辆交汇。

4.仿真价值点：

通过仿真模拟可以提前验证改善方案的可行性。

Ø 分析点：物流布局仿真-AGV利用率分析

根据布局设计搭建AGV静态布局：取货点、卸货点、物流路径，AGV空闲点、AGV充电点等。

根据物流工艺要求，设置物流物料信息：供料方式、叫料方式，耗料方式。

根据物流运输要求，需要提前对AGV参数进行设置。具体参数如：运输任务分配、运输节点等。

自身运行参数仿真模拟分析数据统计设置，如各工位状态统计、各AGV状态统计，下列所示：

厂房墙体、门位置；

设备位置、方向；

物流输送设备路径设置；

产品包装工艺流设置；

AGV作业范围；

叉车作业范围；

定制区人工处置比例20%；

仓库、缓存区布局、先进先出；

包装设备、输送设备物流信号；

叠托配对规则设置；

AGV运输参数空载2m/s，负载1.5m/S；

分档机货源，正态分布6912s/托；

叉车运输参数空载2m/s，负载1.5m/S；

内包短边打包机150s/托；

AGV充电速率50%/h；

AGV耗电速率8%/h；

AGV充电规则低于40%；

AGV充电完成规则高于90%。

仿真数据：

设计方案模拟仿真12h，仿真分析叉车AGV整体状态，包括平均空闲率、平均利用率、平均充电时间比。

仿真分析：

需要通过仿真数据分析，达成AGV数量和空闲率的平衡。比如，当采用4台叉车AGV，叉车AGV的空闲率超过40%，满足产能，但存在资源浪费。

通过改变叉车数量，分别分析每台叉车的空闲率，并判断是否满足产能要求。例：

采用3台叉车AGV时，每台叉车AGV的空闲率为23.67%，满足产能要求；

采用2台叉车AGV时，每台叉车AGV的空闲率约4.46%，不能满足产能；

采用1台叉车AGV时，叉车AGV的空闲率为0%，不能满足产能。

Ø 分析点：物流布局仿真—自动包装线叠托外包段设备动态利用率分析

当前产线现状为：每30min为统计周期，叠托机、叠托短边打包、叠托长边打包等设备的利用率在0%-70%之间，空闲率在40%-90%之间剧烈波动，设备利用率方差达到450以上，且整体平均利用率为28%；

缓存自动叉车平均空闲率66%，较大资源浪费。需要通过仿真找出更合理的叉车数量及利用率之间的平衡。

仿真分析：叠托机等工位设备利用率方差较大，且平均利用率低，空闲率高，表明设备不仅运行不平稳，波动大，还空闲率高，资源浪费严重，主要原因是叠托配对等待时间波动大，长时间无法满足配对要求；

自动叉车AGV空闲比例高，说明此处自动叉车AGV不是瓶颈工艺，有较大的资源浪费；

因此建议包装线排产时，尽可能同产品双数排产，减少因配对条件不满足降低产线效率。

5

面向军品生产的智能工厂数字孪生及虚拟仿真软件

1

依据已建的弹药生产智能制造工厂的场景和设备，建设该智能工厂的数字孪生及虚拟仿真软件。借助数字化工厂孪生开发平台，在虚拟场景中搭建与真实物理世界1:1的仿真模型，读取生产制造执行系统的数据，将数据与三维设备模型绑定，实现现场设备状态与三维场景设备绑定，操作鼠标点击三维场景指定设备，即可查看当前设备信息，设备生产过程数据一目了然，三维场景四周以图表或下拉框形式滚动显示设备生产数据，计划与产能等信息，用以提升管理层次、设备作业复盘分析、设备维修保养管理等，通过数字孪生大屏实时反映车间生产状态。

★要求提供具备所投数字化工厂孪生开发平台的二次开发能力的技术人员，在学校驻场进行二次开发、技术培训及指导，而且驻场人工数不低于8个人月。