华中科技大学机械科学与工程学院是我国机械工程领域的顶尖学科，在数控技术、智能制造、机器人等方向拥有国际一流的研究实力，其牵头建设的"数字制造装备与技术"国家重点实验室在智能制造领域成果丰硕。面向制造业数字化转型对人才培养提出的新要求，2024年，华中科技大学机械科学与工程学院与上海申漫科技达成战略合作，共同打造面向智能制造的数字孪生实验教学体系，为机械工程类专业的人才培养提供先进的数字化实验教学环境。 　　该教学体系的核心是一套覆盖智能制造全流程的数字孪生实验教学平台。上海申漫科技发挥其在工业三维建模、实时仿真与数字孪生平台开发方面的技术优势，与华中科技大学机械科学与工程学院的教学科研团队密切协作，构建了涵盖数字化设计、智能加工、柔性装配、质量检测、智能仓储等智能制造核心环节的数字孪生实验环境。平台以一条柔性智能制造生产线为原型，构建了从产品设计、工艺规划、生产执行到质量追溯的全流程数字孪生体，学生可以在虚拟环境中完成智能制造全流程的学习与实践，理解智能制造系统的组成、运行逻辑与优化方法。
　　在数字化设计与工艺规划教学模块中，平台为学生提供了基于数字孪生的产品设计与工艺规划实验环境。华中科技大学在CAD/CAPP/CAM集成、数字孪生建模方面拥有深厚的研究积累，学院的研究团队与上海申漫科技合作，将产品设计模型、工艺规划数据与三维可视化平台深度集成，开发了支持设计—工艺—制造一体化的数字孪生教学模块。学生可以在平台上学习如何将产品的三维设计模型转化为数字孪生体，如何基于数字孪生体进行工艺可行性分析、加工路径规划与工艺参数优化。平台支持设计变更的实时传播，当学生修改产品设计参数时，系统自动更新数字孪生体并重新评估工艺可行性，帮助学生理解设计与制造之间的关联关系，培养面向制造的设计思维（DFM）。平台还集成了增材制造（3D打印）工艺的数字孪生仿真，学生可以观察从三维模型到打印路径规划再到打印过程模拟的完整流程，理解增材制造的工艺原理与技术特点。 　　数控加工仿真是平台的核心教学功能。华中科技大学在数控技术与加工仿真方面拥有国内顶尖的研究实力，学院的数控技术团队与上海申漫科技合作，将专业级的数控加工仿真内核与三维可视化引擎深度集成，开发了支持多轴联动加工的数控加工仿真教学系统。学生可以在平台上学习数控编程的基本方法，编写数控加工程序，并在虚拟数控机床中进行加工仿真。系统支持车削、铣削、钻削、磨削等多种加工工艺的仿真，以及三轴、四轴、五轴联动数控机床的加工模拟。学生可以在三维环境中观察刀具的运动轨迹、材料的去除过程、切削力的变化与加工表面的形成，理解数控加工的物理过程。系统内置了碰撞检测功能，可以自动检测加工过程中刀具与工件、夹具、机床之间的碰撞干涉，帮助学生发现数控程序中的错误。平台还设置了数控编程与加工的综合实训项目，学生需要完成从零件分析、工艺规划、数控编程到加工仿真的完整流程，系统综合评估编程质量、加工效率与加工精度，培养学生的数控加工综合能力。
　　柔性制造系统与生产调度仿真是平台面向智能制造的特色教学模块。上海申漫科技为平台开发了基于数字孪生的柔性制造系统仿真模块，构建了包含数控机床、工业机器人、AGV、立体仓库、检测设备等组成的柔性制造生产线数字孪生体。学生可以在平台上学习柔性制造系统的组成与工作原理，进行生产调度与系统优化的实验。平台支持生产任务的导入与排产仿真，学生可以设置不同的调度规则与优先级策略，系统模拟生产任务的执行过程，自动计算生产周期、设备利用率、在制品库存等绩效指标，并以三维可视化方式展示生产线的运行态势。学生可以通过对比不同调度方案的仿真结果，学习生产调度的优化方法，培养系统工程的思维与分析能力。平台还支持故障注入仿真，教师可以在虚拟生产线中设置设备故障、物料短缺等异常情况，学生需要及时调整生产计划与调度方案，应对异常情况对生产的影响，培养异常处理与动态调度的能力。 　　机器视觉与智能检测是平台面向智能制造前沿的教学模块。随着智能制造的发展，基于机器视觉的智能检测正在成为质量控制的重要手段。华中科技大学在机器视觉与智能检测方面拥有深厚的研究积累，学院的研究团队与上海申漫科技合作，为平台开发了机器视觉数字孪生教学模块。模块构建了包含工业相机、光源、工件输送装置的视觉检测工作站数字孪生体，学生可以在虚拟环境中学习机器视觉系统的组成与工作原理，进行相机标定、光源设置、图像采集、算法调试等操作练习。平台集成了常用的机器视觉算法库，支持尺寸测量、缺陷检测、字符识别、目标定位等视觉检测功能的可视化演示。学生可以观察算法如何从采集的图像中提取特征、进行判断与测量，理解机器视觉的工作原理。平台还支持深度学习视觉检测的教学，学生可以学习如何标注训练数据、训练检测模型、评估模型性能，并在数字孪生环境中验证检测效果。
　　在科研支撑方面，平台为华中科技大学机械科学与工程学院的多个研究团队提供了数字孪生技术底座。研究人员依托平台开展数字孪生建模理论、智能调度算法、人机协同制造等方向的研究，在虚拟环境中进行算法测试与方案验证，加速研究成果的产出。平台的可视化能力也为科研成果的展示与交流提供了有力工具，多项国家级科研项目的成果汇报采用了平台生成的三维仿真动画。 　　在产学研合作方面，双方联合成立了"智能制造数字孪生联合创新中心"，围绕数字孪生标准、工业AI、智能制造系统集成等方向开展合作研究。华中科技大学的科研成果通过上海申漫科技的产业渠道向制造企业推广转化，企业的实际需求也成为高校的研究课题，形成了"科研—开发—应用"的良性循环。联合创新中心已与多家制造业龙头企业开展合作项目，为企业提供数字孪生车间建设与智能制造升级解决方案。
　　通过此次合作，华中科技大学机械科学与工程学院的智能制造人才培养与科研创新获得了先进的数字化平台支撑，学生的工程实践能力与数字化素养显著提升。上海申漫科技则在智能制造数字孪生领域积累了核心技术与标杆案例，进一步巩固了其在工业可视化与数字孪生领域的领先地位。双方将继续在AI驱动的智能决策、数字孪生供应链等前沿方向深化合作，共同为我国制造业的数字化转型与高素质创新人才培养贡献力量。