一、數(shù)字孿生的背景
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國內(nèi)外學術研究現(xiàn)狀
數(shù)字孿生的背景在世界上時間都不長，從2010年第一篇的論文開始到現(xiàn)在2020年，也就十年的時間，在世界上做數(shù)字孿生的企業(yè)也不是特別多，數(shù)字孿生技術牽涉的領域是非常廣，而且在多領域多技術多管理的角度上去融合形成那個產(chǎn)品的話確實是很難，沒有十年的時間甚至沒有大量的案例沒有很多的應用的一些機會去給你做這樣的事情還是需要我們大家去共同探討共同學習。
2010-2015年發(fā)表的數(shù)字孿生文獻較少，單年論文發(fā)表量少于10篇。
2016-2019年數(shù)字孿生文獻發(fā)表數(shù)量進入快速增長期，2016年發(fā)表24篇，2017年發(fā)表12篇，2018年發(fā)表321篇。
2019年發(fā)表數(shù)量超過600篇，其中 2019年占了近10年發(fā)表總數(shù)量的50%以上，預計在未來幾年，數(shù)字孿生論文發(fā)表數(shù)量還將呈現(xiàn)迅猛增長趨勢。
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GE通用電氣Predix
GE通用電氣Predix是數(shù)字孿生的領軍人物，而且對于大飛機的數(shù)字孿生做的是非常好。他把整個大飛機的節(jié)點、他的里面的一些通訊、他的一些模型，飛機在空中飛行的時候他的整個控制，能掌握到這個飛機的所有的一些參數(shù)，能夠進行有效的預測這些零器件什么時候換，什么時候去更換，用什么樣的方法去更換等等，所以在飛機領域里面他是做的比較好的。
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西門子MindSphere
西門子也是近幾年在數(shù)字孿生里面做的比較好的。西門子從做一個工業(yè)控制系統(tǒng)，做工業(yè)控制軟件最后到IT最后到收購數(shù)字孿生的包括設計軟件公司、代碼公司、包括物聯(lián)網(wǎng)公司它在大量的收購，實際上從這個發(fā)展的趨勢來說從做自動化控制這樣的企業(yè)來說，他們在OT或IT的探索里面來說他是有優(yōu)勢的，因為在整個控制的協(xié)議都是他們在制定，所以在整個流向、數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)的分析，當這臺機器在生產(chǎn)的產(chǎn)品的時候他直接上是把這個機器的產(chǎn)品的工藝質量設備物料都已經(jīng)用OT的代碼程序來實現(xiàn)他的管理。所以在整個的OT和IT的融合中，我感受到在Ot的自動化控制派生出來的管理是比從管理在探索自動化控制，從OT到IT要強很多，而IT里面的大數(shù)據(jù)在整個的云平臺的管理工作流很有優(yōu)勢，所以這就是為什么今后要做系統(tǒng)要做OT和IT的用戶。
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木星數(shù)字孿生平臺
木星數(shù)字孿生平臺是我們?nèi)A龍迅達11年來的數(shù)字孿生的技術，我們20年代的自動化的技術，我們有10幾年的數(shù)字化的技術，我們有將進五六年和騰訊一起的云平臺技術，所以說我們利用這個技術我們打造了從數(shù)字孿生設備到數(shù)字孿生生產(chǎn)線到數(shù)字孿生車間一直到數(shù)字孿生工廠的基于云運用的一個數(shù)字孿生平臺。數(shù)字孿生技術他離不開自動化控制技術， 因為只有在自動化控制領域里面尋找他的模型，他管理才可以繼續(xù)有效的跟蹤分析， 所以說整個工藝過程當中最直接把工藝進行控制的就是裝備 所以說這個設備你是不是一個智能裝備，是不是一個智能的生產(chǎn)線，你的控制系統(tǒng)是不是智能的取決于你的管理是不是智能的。還有很多像是智能工廠、智能服務、智能賦能技術和工業(yè)網(wǎng)絡等等。這就是全產(chǎn)業(yè)的數(shù)字孿生的應用，數(shù)字化生產(chǎn)的新模式，網(wǎng)絡化協(xié)同的新模式，服務化轉型的新模式，產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字孿生新標準，這都是數(shù)字孿生里面要進行有效管理的。還有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全保障 ，大家都知道現(xiàn)在的數(shù)據(jù)安全比防線很重要，你在生產(chǎn)線上你的數(shù)據(jù)被人家黑了之后 你的工藝就會改掉，你生產(chǎn)就是那個次產(chǎn)品，所以這個數(shù)據(jù)安全也是很重要。
自從做了數(shù)字孿生之后，我們12個人花了一年的時間，我們現(xiàn)在就可能做到從批次的排產(chǎn)，生產(chǎn)過程之中這個產(chǎn)品生產(chǎn)二維碼打碼之后，基于二維碼打碼后的全鏈條的物流跟蹤，在今后他又到了倉庫里面入庫到出庫到零售到消費者，最后這個產(chǎn)買走了，我們12個人一年時間我們就做到了，這就是云平臺給我們帶來的價值。就是123產(chǎn)業(yè)鏈從原輔料的生產(chǎn)到產(chǎn)品的生產(chǎn)一直到產(chǎn)品的消費形成這個全鏈條的跟蹤，我們現(xiàn)在都用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)字孿生。
二、數(shù)字孿生技術平臺
數(shù)字孿生它實際上它是一個從數(shù)據(jù)的獲取一次到數(shù)據(jù)的應用到數(shù)據(jù)的管理，所以他可以幫助企業(yè)解決高質量發(fā)展遇到的一些問題，比如說行業(yè)的供給側的結構性改革，比如說全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的建設，比如說經(jīng)濟運行質量和效率。在整個的生產(chǎn)過程當中人機料法環(huán)屬性他是怎樣的關系，整個的產(chǎn)品的設計到產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括它的參數(shù)的管理，包括他的整個的預警預測包括實時的分析，它都是應該依靠模型來做事情，我們建立不同的模型而進行不同的有效的管理，在整個的數(shù)字孿生平臺它是離不開工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系，在整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設過程當中他是支撐數(shù)字孿生的一個核心的一個底座。
數(shù)字孿生技術他離不開自動化控制技術， 因為只有在自動化控制領域里面尋找他的模型，他管理才可以繼續(xù)有效的跟蹤分析， 所以說整個工藝過程當中最直接把工藝進行控制的就是裝備 所以說這個設備你是不是一個智能裝備，是不是一個智能的生產(chǎn)線，你的控制系統(tǒng)是不是智能的取決于你的管理是不是智能的。還有很多像是智能工廠、智能服務、智能賦能技術和工業(yè)網(wǎng)絡等等。這就是全產(chǎn)業(yè)的數(shù)字孿生的應用，數(shù)字化生產(chǎn)的新模式，網(wǎng)絡化協(xié)同的新模式，服務化轉型的新模式，產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字孿生新標準，這都是數(shù)字孿生里面要進行有效管理的。還有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全保障 ，大家都知道現(xiàn)在的數(shù)據(jù)安全比防線很重要，你在生產(chǎn)線上你的數(shù)據(jù)被人家黑了之后 你的工藝就會改掉，你生產(chǎn)就是那個次產(chǎn)品，所以這個數(shù)據(jù)安全也是很重要。
自從做了數(shù)字孿生之后，我們12個人花了一年的時間，我們現(xiàn)在就可能做到從批次的排產(chǎn)，生產(chǎn)過程之中這個產(chǎn)品生產(chǎn)二維碼打碼之后，基于二維碼打碼后的全鏈條的物流跟蹤，在今后他又到了倉庫里面入庫到出庫到零售到消費者，最后這個產(chǎn)買走了，我們12個人一年時間我們就做到了，這就是云平臺給我們帶來的價值。就是123產(chǎn)業(yè)鏈從原輔料的生產(chǎn)到產(chǎn)品的生產(chǎn)一直到產(chǎn)品的消費形成這個全鏈條的跟蹤，我們現(xiàn)在都用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)字孿生。
整個數(shù)字孿生我們理解為就是四個部分，四個部分基于數(shù)字孿生可以很好的把產(chǎn)品能夠完善起來。首先就是個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從產(chǎn)品的設計數(shù)據(jù)，它的工藝數(shù)據(jù)一直到他整個生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，他實時的數(shù)據(jù)的比對，你的標準數(shù)據(jù)把它實際數(shù)據(jù)差異在哪里，最后數(shù)據(jù)的管理大數(shù)據(jù)，AI的人工智能，包括他的整個分析能把數(shù)據(jù)的構架工廠的數(shù)據(jù)的應用平臺制定數(shù)據(jù)的規(guī)范和標準。還有一個就是連接，機器端至云端的數(shù)據(jù)連接，基于規(guī)則引擎和產(chǎn)品打通，實現(xiàn)海量設備數(shù)據(jù)的存儲，計算及分析。還有一個是計算，邊緣計算與云計算的無邊界服務。還有管理，在整個的過程當中實現(xiàn)機器端和管理端的深度融合。所以在這個過程當中把這四個應用過程當中數(shù)字鏈條全部梳理完了，包括管理上的所有的一些業(yè)務所有組件所有的工具能夠應用上去，那我們的企業(yè)一定會做一個很好的產(chǎn)品出來。
數(shù)字孿生的定義是什么？我認為數(shù)字孿生就是設計者的數(shù)據(jù)工藝參數(shù)在生產(chǎn)線上能很好的把控、貫徹、執(zhí)行。根據(jù)他的設計，買很好的那個材料，生產(chǎn)出很好的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程當中制定很好的管理思想，用很好的模型來管理工廠，用很好的工具來把我們的產(chǎn)品做好，虛實相應。要怎么去做呢？在整個過程當中，我們建立數(shù)字化管理的架構體系，整個原輔料種植，加工數(shù)字孿生的應用，工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字孿生應用，商業(yè)數(shù)字孿生的應用，零售戶應用和消費者應用等。這里我們在整個的過程當中我們要進行一個業(yè)務的驅動，要進行平臺的驅動而且還有一個技術的驅動，還有標準的驅動，所以在整個的體系建設過程當中一定是要一種平臺思維，我們用數(shù)字化平臺的建設一定要把30年的管理思想變成模型，使這個生產(chǎn)的生產(chǎn)線每一臺生產(chǎn)線設備都是30年思想的模型。
在整個技術框架過程中，我個人理解，應該把霧計算放在其中，以霧計算技術為核心的數(shù)據(jù)采集、邊緣計算和反向控制，再就是機理模型，工具化數(shù)據(jù)建模和高性能模型分析求解，還有就是數(shù)字孿生，高保真的單級、系統(tǒng)級和SoS級數(shù)字孿生，還有區(qū)塊鏈，基于金坷垃的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)追溯和貫通，最后是賦能工具，生態(tài)化賦能工具。
首先我們要了解世界上的自動化控制語言，要了解自動化控制的協(xié)議，要了解控制一些機器人包括他的自動化控制的服務，包括無人小車，包括成像AI的一些算法這些東西我們要盡快的了解；第二個要有基礎制造云的知識；還有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；第四個是時序數(shù)據(jù)庫，在整個的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設工程當中時序數(shù)據(jù)庫是一個很重要的；第五個是數(shù)字建模平臺，在整個過程當中數(shù)字建模平臺是今后所有管理者做工業(yè)的一個利器；第六個是數(shù)字孿生平臺；第七個是微服務平臺；最后一個是移動應用平臺。基于前面的整個平臺架構，我們探索行業(yè)智能制造新模式，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺，我們利用這個平臺之后我們通過數(shù)采，建模，仿真構建數(shù)字工廠，實現(xiàn)虛擬制造，例如生產(chǎn)前虛擬仿真，生產(chǎn)中實時仿真，生抽回溯仿真，產(chǎn)品制造全過程仿真，設備運行狀態(tài)監(jiān)測仿真等。我們在這里打造了一個基礎的平臺。
在平臺的基礎建設上我們采用了很好的一個標準配置的底座就包括基礎制造云平臺從邊緣呈層從Laas層到Paas層一直到SaaS層，建立了一個完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的一個基礎建設。在企業(yè)基礎制造云平臺的基礎上，構建一個開放共享、可復用、可眾創(chuàng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成智能執(zhí)照基礎環(huán)境，支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的運行和智能制造App應用創(chuàng)新。
我們通過數(shù)據(jù)采集要實現(xiàn)工廠數(shù)字化，通過建模實現(xiàn)業(yè)務模型化，通過仿真實現(xiàn)制造虛擬化，通過標準實現(xiàn)建設一體化，我們構建五類服務，就數(shù)據(jù)采集服務，數(shù)據(jù)建模服務，虛擬制造服務，大數(shù)據(jù)分析服務包括產(chǎn)品全過程全生命周期服務，設備全過程全生命周期服務，移動應用服務，二維碼關聯(lián)與驗證的服務，包括虛擬供應鏈堅持的服務。實現(xiàn)了四大賦能，就是為快速適應市場變化，快速響應產(chǎn)品需求賦能；為卷煙產(chǎn)品的個性化定制，服務型制造賦能，為提高均質生產(chǎn)能力，促進產(chǎn)品質量水平提升賦能，為卷煙智能制造生態(tài)體系，實現(xiàn)卷煙制造轉型升級賦能。
