本书基于NX MCD软件平台，全面讲述生产线数字化仿真与调试，通过循序渐进的指导方式，引导读者掌握数字孪生建模与应用的关键步骤及技术细节，从而有效提升其在智能制造领域的理论水平与实践能力。全书共10章，主要内容包括绪论、基本机电对象与材料、运动副与约束、耦合副、执行器、传感器、仿真过程、信号与信号适配器、虚拟调试、综合实例等。本书遵从“机械—电气—自动化”的顺序，按照NX MCD实现数字孪生的基本逻辑进行章节的编排，并采用了大量案例，直观展现数字孪生技术从理论到实践的转化过程。
本书可作为高等院校智能制造工程、机器人工程、机械设计制造及其自动化等机械类专业的教材，同时也可供数字化设计、数字化仿真以及机械设计行业的专业人员参考。
随着科技的飞速发展，全球制造业正经历着一场深刻而广泛的变革，技术的不断融合与创新，正在以前所未有的方式重塑制造业的生产模式、组织方式和产业链布局。在这样的时代背景下，“中国制造2025”这一宏伟战略部署，不仅强调了制造业在国民经济中的支柱地位，还明确了以数字化、智能化转型为核心的发展方向，为我国制造业未来的发展指明了道路。
数字孪生(Digital Twin)作为智能制造领域的核心技术，能够将虚拟与现实无缝链接，为制造业的数字化、智能化注入强劲动力。它通过构建虚拟孪生模型精准复刻实际生产过程，实现对制造过程的全面感知、精准描述与动态监测，从而为生产线的规划、设计、测试等环节提供科学可靠的决策支持，有效预测可能出现的矛盾、缺陷与不匹配问题，推动制造业提质增效。西门子机电一体化概念设计(NX MCD)是实现这一技术的关键工具，它将机械、电气、自动化等多个学科的技术集成于同一平台，在统一的数字化模型上进行生产线的设计与调试，为数字孪生技术的落地提供了全新解决方案。
在当前制造业向数字化、智能化转型升级的历史机遇与挑战面前，高等教育亟需紧跟技术前沿，积极响应行业变革需求，将数字孪生技术纳入课程体系，并通过理论与实践相结合的方式拓展学生的知识视野与能力边界。基于NX MCD平台的卓越性能与独特优势，我们精心规划了一系列教学案例，内容从数字孪生模型的初步构建开始，逐步深入到仿真分析、虚拟调试等关键环节，旨在全面提升学生的理论素养、实践能力和创新意识，为我国制造业的高质量发展贡献力量。
本书注重实际操作的逻辑性，通过详细的步骤说明和丰富的案例展示，引导读者逐步掌握数字孪生建模的核心逻辑和关键步骤。我们为每个教学案例录制了详细的讲解视频，以直观、形象的方式呈现技术细节，帮助读者跨越理论与实践之间的鸿沟，切实提升其解决实际问题的能力。
本书由西安航空学院史诺撰写。本书在撰写过程中，参考了部分同类教材和技术文献资料，并得到了西安电子科技大学出版社刘玉芳老师的大力支持和帮助，同时刘航琦、独宇辉、蔡忠阳、刘钊、曹晨阳、刘宏涛等同学在资料收集、素材整理方面也参与了大量的基础工作，在此对各位专家、老师、同学一并表示衷心的感谢。
由于作者学识水平有限，加之时间仓促，书中难免有不足之处，敬请广大读者提出宝贵的意见和建议，以期进一步完善。
作 者
2026年3月