本書以Unity 2021.3.1 為基礎(chǔ)介紹工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的開發(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。本書分為3 部分，第一部分為基礎(chǔ)部分（項目1），第二部分為工業(yè)數(shù)字孿生體制作（項目2～項目4），第三部分為工業(yè)數(shù)字孿生虛擬仿真（項目5～項目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)典型應用案例以及Unity 的基礎(chǔ)操作和基礎(chǔ)知識；第二部分介紹3 類工業(yè)數(shù)字孿生體制作，分別是運動類數(shù)字孿生體制作、電氣類數(shù)字孿生體制作和流程建模類數(shù)字孿生體制作。第三部分則介紹Unity和PLC 進行通信的基礎(chǔ)操作和一些基礎(chǔ)案例。本書提供了大量應用實例配套資源，讀者可通過PLC3D 網(wǎng)站進行下載并使用。

本書可以作為高職、高專電氣相關(guān)專業(yè)和自動化相關(guān)專業(yè)的教材，也適合廣大Unity 愛好者自學使用。

1.本書是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程；

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

3. 書從簡單指令到完整的教程案例，將工業(yè)數(shù)字孿生平臺的內(nèi)容完整的呈現(xiàn)，滿足了相關(guān)人才缺乏教學資源的需求。

伍小兵，教授，重慶工程職業(yè)技術(shù)學院大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)學院黨總支書記、院長。全國大學生電子設計競賽重慶賽區(qū)組委會成員及組委會專家?guī)斐蓡T、中國高等職業(yè)教育教學研究會常務理事、重慶市煤炭行業(yè)專家?guī)炀C合服務專家、重慶市政府采購評審專家。發(fā)表各種學術(shù)論文30余篇，主編教材10余部，擔任《電子技術(shù)》等十多門課程教學；主持市級課題10余項。

第 一部分 基礎(chǔ)部分

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

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

任務1.1　認識工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng) .....　3

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

任務描述與要求　.................................　4

任務分析與計劃　.................................　4

知識儲備　.............................................　4

任務實施　.............................................　7

任務小結(jié)　...........................................　17

任務1.2　Unity 場景編輯器應用 ......　17

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

任務描述與要求　...............................　18

任務分析與計劃　...............................　18

知識儲備　...........................................　18

任務實施　...........................................　25

任務小結(jié)　...........................................　31

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

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

任務描述與要求　...............................　31

任務分析與計劃　...............................　32

知識儲備　...........................................　32

任務實施　...........................................　37

任務小結(jié)　...........................................　43

習題　......................................................　44

第二部分　孿生體制作部分

項目2　運動類數(shù)字孿生體制作 ............　47

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

任務2.1　移動類數(shù)字孿生體制作 ...　47

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

任務描述與要求　...............................　48

任務分析與計劃　...............................　48

知識儲備　...........................................　49

任務實施　...........................................　51

任務小結(jié)　...........................................　62

任務2.2　旋轉(zhuǎn)類數(shù)字孿生體制作 ...　62

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

任務描述與要求　...............................　62

任務分析與計劃　...............................　63

知識儲備　...........................................　63

任務實施　...........................................　65

任務小結(jié)　...........................................　76

任務2.3　縮放類數(shù)字孿生體制作 ....　76

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

任務描述與要求　...............................　76

任務分析與計劃　...............................　77

知識儲備　...........................................　77

任務實施　...........................................　79

任務小結(jié)　...........................................　91

任務2.4　傳送類數(shù)字孿生體制作 ....　91

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

任務描述與要求　...............................　91

工業(yè)數(shù)字孿生的制作與調(diào)試（微課版）

2

任務分析與計劃　..............................　92

知識儲備...........................................　92

任務實施...........................................　93

任務小結(jié).........................................　100

任務2.5　組合運動類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　............................　100

任務分析與計劃　............................　100

知識儲備.........................................　101

任務實施.........................................　102

任務小結(jié).........................................　106

任務2.6　軌道導航類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　............................　107

任務分析與計劃　............................　107

知識儲備.........................................　108

任務實施.........................................　111

任務小結(jié).........................................　122

習題　...................................................　122

項目3　電氣類數(shù)字孿生體制作 ..........　123

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

任務3.1　傳感器類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　............................　124

任務分析與計劃　............................　124

知識儲備.........................................　124

任務實施.........................................　126

任務小結(jié).........................................　137

任務3.2　開關(guān)與指示燈類孿生體

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

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

任務描述與要求　............................　138

任務分析與計劃　............................　138

知識儲備.........................................　139

任務實施.........................................　141

任務小結(jié)　.........................................　152

任務3.3　控制面板類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　.............................　152

任務分析與計劃　.............................　153

知識儲備　.........................................　153

任務實施　.........................................　155

任務小結(jié)　.........................................　157

習題　....................................................　157

項目４流程建模類孿生體制作　.............　158

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

任務4.1　物料類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　.............................　158

任務分析與計劃　.............................　159

知識儲備　.........................................　159

任務實施　.........................................　161

任務小結(jié)　.........................................　166

任務4.2　生產(chǎn)工藝類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　.............................　167

任務分析與計劃　.............................　167

知識儲備　.........................................　167

任務實施　.........................................　169

任務小結(jié)　.........................................　172

任務4.3　數(shù)據(jù)看板類數(shù)字孿生體

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

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

任務描述與要求　.............................　173

任務分析與計劃　.............................　173

知識儲備　.........................................　174

任務實施　.........................................　175

任務小結(jié)　.........................................　177

習題　....................................................　177

目　錄

第三部分　孿生虛擬仿真部分

項目５　十字路口紅綠燈系統(tǒng)虛擬

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

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

任務5.1　搭建與調(diào)試十字路口

紅綠燈場景　...............................　181

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

任務描述與要求　.............................　181

任務分析與計劃　.............................　182

知識儲備　.........................................　182

任務實施　.........................................　182

任務小結(jié)　.........................................　186

任務5.2　編寫十字路口紅綠燈

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

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

任務描述與要求　.............................　186

任務分析與計劃　.............................　187

知識儲備　.........................................　187

任務實施　.........................................　190

任務小結(jié)　.........................................　194

任務5.3　十字路口紅綠燈場景的

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

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

任務描述與要求　.............................　194

任務分析與計劃　.............................　194

任務實施　.........................................　195

任務小結(jié)　.........................................　197

習題　...................................................　197

項目6　水塔水位系統(tǒng)虛擬仿真 ..........　198

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

任務6.1　搭建與調(diào)試水塔水位

場景　............................................　198

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

任務描述與要求　.............................　198

任務分析與計劃　.............................　199

知識儲備　.........................................　199

任務實施　.........................................　199

任務小結(jié)　.........................................　204

任務6.2　編寫水塔水位系統(tǒng)的PLC

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

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

任務描述與要求　.............................　204

任務分析與計劃　.............................　205

知識儲備　.........................................　205

任務實施　.........................................　206

任務小結(jié)　.........................................　210

任務6.3　水塔水位場景的仿真

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

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

任務描述與要求　.............................　210

任務分析與計劃　.............................　211

任務實施　.........................................　211

任務小結(jié)　.........................................　212

習題　....................................................　212