本書(shū)以Unity 2021.3.1 為基礎(chǔ)介紹工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)的調(diào)試，主要講述工業(yè)數(shù)字孿生概念、Unity2021.3.1 使用方法、工業(yè)數(shù)字孿生體的制作和虛擬仿真。本書(shū)分為3 部分，第一部分為基礎(chǔ)部分（項(xiàng)目1），第二部分為工業(yè)數(shù)字孿生體制作（項(xiàng)目2～項(xiàng)目4），第三部分為工業(yè)數(shù)字孿生虛擬仿真（項(xiàng)目5～項(xiàng)目6）。其中第一部分主要介紹工業(yè)數(shù)字孿生基本概念、工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)典型應(yīng)用案例以及Unity 的基礎(chǔ)操作和基礎(chǔ)知識(shí)；第二部分介紹3 類(lèi)工業(yè)數(shù)字孿生體制作，分別是運(yùn)動(dòng)類(lèi)數(shù)字孿生體制作、電氣類(lèi)數(shù)字孿生體制作和流程建模類(lèi)數(shù)字孿生體制作。第三部分則介紹Unity和PLC 進(jìn)行通信的基礎(chǔ)操作和一些基礎(chǔ)案例。本書(shū)提供了大量應(yīng)用實(shí)例配套資源，讀者可通過(guò)PLC3D 網(wǎng)站進(jìn)行下載并使用。

本書(shū)可以作為高職、高專(zhuān)電氣相關(guān)專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也適合廣大Unity 愛(ài)好者自學(xué)使用。

1.本書(shū)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)核心課程；

2. 重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院黨總支書(shū)記、院長(zhǎng)伍小兵教授執(zhí)筆。

3. 書(shū)從簡(jiǎn)單指令到完整的教程案例，將工業(yè)數(shù)字孿生平臺(tái)的內(nèi)容完整的呈現(xiàn)，滿(mǎn)足了相關(guān)人才缺乏教學(xué)資源的需求。

伍小兵，教授，重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院黨總支書(shū)記、院長(zhǎng)。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽重慶賽區(qū)組委會(huì)成員及組委會(huì)專(zhuān)家?guī)斐蓡T、中國(guó)高等職業(yè)教育教學(xué)研究會(huì)常務(wù)理事、重慶市煤炭行業(yè)專(zhuān)家?guī)炀C合服務(wù)專(zhuān)家、重慶市政府采購(gòu)評(píng)審專(zhuān)家。發(fā)表各種學(xué)術(shù)論文30余篇，主編教材10余部，擔(dān)任《電子技術(shù)》等十多門(mén)課程教學(xué)；主持市級(jí)課題10余項(xiàng)。

第 一部分 基礎(chǔ)部分

項(xiàng)目1　工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)基礎(chǔ) ..............　3

案例引入　................................................　3

任務(wù)1.1　認(rèn)識(shí)工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng) .....　3

職業(yè)能力目標(biāo)　.....................................　3

任務(wù)描述與要求　.................................　4

任務(wù)分析與計(jì)劃　.................................　4

知識(shí)儲(chǔ)備　.............................................　4

任務(wù)實(shí)施　.............................................　7

任務(wù)小結(jié)　...........................................　17

任務(wù)1.2　Unity 場(chǎng)景編輯器應(yīng)用 ......　17

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　17

任務(wù)描述與要求　...............................　18

任務(wù)分析與計(jì)劃　...............................　18

知識(shí)儲(chǔ)備　...........................................　18

任務(wù)實(shí)施　...........................................　25

任務(wù)小結(jié)　...........................................　31

任務(wù)1.3　Unity 物理系統(tǒng) ..................　31

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　31

任務(wù)描述與要求　...............................　31

任務(wù)分析與計(jì)劃　...............................　32

知識(shí)儲(chǔ)備　...........................................　32

任務(wù)實(shí)施　...........................................　37

任務(wù)小結(jié)　...........................................　43

習(xí)題　......................................................　44

第二部分　孿生體制作部分

項(xiàng)目2　運(yùn)動(dòng)類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ............　47

案例引入　..............................................　47

任務(wù)2.1　移動(dòng)類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ...　47

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　47

任務(wù)描述與要求　...............................　48

任務(wù)分析與計(jì)劃　...............................　48

知識(shí)儲(chǔ)備　...........................................　49

任務(wù)實(shí)施　...........................................　51

任務(wù)小結(jié)　...........................................　62

任務(wù)2.2　旋轉(zhuǎn)類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ...　62

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　62

任務(wù)描述與要求　...............................　62

任務(wù)分析與計(jì)劃　...............................　63

知識(shí)儲(chǔ)備　...........................................　63

任務(wù)實(shí)施　...........................................　65

任務(wù)小結(jié)　...........................................　76

任務(wù)2.3　縮放類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ....　76

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　76

任務(wù)描述與要求　...............................　76

任務(wù)分析與計(jì)劃　...............................　77

知識(shí)儲(chǔ)備　...........................................　77

任務(wù)實(shí)施　...........................................　79

任務(wù)小結(jié)　...........................................　91

任務(wù)2.4　傳送類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ....　91

職業(yè)能力目標(biāo)　...................................　91

任務(wù)描述與要求　...............................　91

工業(yè)數(shù)字孿生的制作與調(diào)試（微課版）

2

任務(wù)分析與計(jì)劃　..............................　92

知識(shí)儲(chǔ)備...........................................　92

任務(wù)實(shí)施...........................................　93

任務(wù)小結(jié).........................................　100

任務(wù)2.5　組合運(yùn)動(dòng)類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　...........................................　100

職業(yè)能力目標(biāo)　................................　100

任務(wù)描述與要求　............................　100

任務(wù)分析與計(jì)劃　............................　100

知識(shí)儲(chǔ)備.........................................　101

任務(wù)實(shí)施.........................................　102

任務(wù)小結(jié).........................................　106

任務(wù)2.6　軌道導(dǎo)航類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　...........................................　107

職業(yè)能力目標(biāo)　................................　107

任務(wù)描述與要求　............................　107

任務(wù)分析與計(jì)劃　............................　107

知識(shí)儲(chǔ)備.........................................　108

任務(wù)實(shí)施.........................................　111

任務(wù)小結(jié).........................................　122

習(xí)題　...................................................　122

項(xiàng)目3　電氣類(lèi)數(shù)字孿生體制作 ..........　123

案例引入　............................................　123

任務(wù)3.1　傳感器類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　...........................................　123

職業(yè)能力目標(biāo)　................................　123

任務(wù)描述與要求　............................　124

任務(wù)分析與計(jì)劃　............................　124

知識(shí)儲(chǔ)備.........................................　124

任務(wù)實(shí)施.........................................　126

任務(wù)小結(jié).........................................　137

任務(wù)3.2　開(kāi)關(guān)與指示燈類(lèi)孿生體

制作　...........................................　138

職業(yè)能力目標(biāo)　................................　138

任務(wù)描述與要求　............................　138

任務(wù)分析與計(jì)劃　............................　138

知識(shí)儲(chǔ)備.........................................　139

任務(wù)實(shí)施.........................................　141

任務(wù)小結(jié)　.........................................　152

任務(wù)3.3　控制面板類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　...........................................　152

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　152

任務(wù)描述與要求　.............................　152

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　153

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　153

任務(wù)實(shí)施　.........................................　155

任務(wù)小結(jié)　.........................................　157

習(xí)題　....................................................　157

項(xiàng)目４流程建模類(lèi)孿生體制作　.............　158

案例引入　.............................................　158

任務(wù)4.1　物料類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　............................................　158

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　158

任務(wù)描述與要求　.............................　158

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　159

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　159

任務(wù)實(shí)施　.........................................　161

任務(wù)小結(jié)　.........................................　166

任務(wù)4.2　生產(chǎn)工藝類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　............................................　166

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　166

任務(wù)描述與要求　.............................　167

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　167

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　167

任務(wù)實(shí)施　.........................................　169

任務(wù)小結(jié)　.........................................　172

任務(wù)4.3　數(shù)據(jù)看板類(lèi)數(shù)字孿生體

制作　............................................　172

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　172

任務(wù)描述與要求　.............................　173

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　173

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　174

任務(wù)實(shí)施　.........................................　175

任務(wù)小結(jié)　.........................................　177

習(xí)題　....................................................　177

目　錄

第三部分　孿生虛擬仿真部分

項(xiàng)目５　十字路口紅綠燈系統(tǒng)虛擬

仿真　.......................................　181

案例引入　............................................　181

任務(wù)5.1　搭建與調(diào)試十字路口

紅綠燈場(chǎng)景　...............................　181

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　181

任務(wù)描述與要求　.............................　181

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　182

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　182

任務(wù)實(shí)施　.........................................　182

任務(wù)小結(jié)　.........................................　186

任務(wù)5.2　編寫(xiě)十字路口紅綠燈

系統(tǒng)的PLC　程序 ......................　186

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　186

任務(wù)描述與要求　.............................　186

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　187

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　187

任務(wù)實(shí)施　.........................................　190

任務(wù)小結(jié)　.........................................　194

任務(wù)5.3　十字路口紅綠燈場(chǎng)景的

仿真通信　...................................　194

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　194

任務(wù)描述與要求　.............................　194

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　194

任務(wù)實(shí)施　.........................................　195

任務(wù)小結(jié)　.........................................　197

習(xí)題　...................................................　197

項(xiàng)目6　水塔水位系統(tǒng)虛擬仿真 ..........　198

案例引入.............................................　198

任務(wù)6.1　搭建與調(diào)試水塔水位

場(chǎng)景　............................................　198

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　198

任務(wù)描述與要求　.............................　198

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　199

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　199

任務(wù)實(shí)施　.........................................　199

任務(wù)小結(jié)　.........................................　204

任務(wù)6.2　編寫(xiě)水塔水位系統(tǒng)的PLC

程序　............................................　204

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　204

任務(wù)描述與要求　.............................　204

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　205

知識(shí)儲(chǔ)備　.........................................　205

任務(wù)實(shí)施　.........................................　206

任務(wù)小結(jié)　.........................................　210

任務(wù)6.3　水塔水位場(chǎng)景的仿真

通信　............................................　210

職業(yè)能力目標(biāo)　.................................　210

任務(wù)描述與要求　.............................　210

任務(wù)分析與計(jì)劃　.............................　211

任務(wù)實(shí)施　.........................................　211

任務(wù)小結(jié)　.........................................　212

習(xí)題　....................................................　212