數字孿生應用在智能制造的三個階段:設計、制造和使用,三維掃描都能憑借其高效的建模能力和高精度的檢測效能在每個階段大顯身手。
數字孿生在2019年被Gartner列為全球十大戰(zhàn)略性技術趨勢之一,也是當今在智能制造領域核心研究命題之一。數字孿生由英文Digital Twin翻譯而來,也被稱之為數字雙胞胎,數字映射或數字映像。數字孿生是指采用數字化、網絡化和傳感器等技術為實體設備創(chuàng)建一個數字孿生體,物理世界中的實體設備的運行數據和狀態(tài)都能夠反饋至數字孿生體,通過數字孿生體可以監(jiān)測、優(yōu)化和預測實體設備的運營。
數字孿生設計:高效建模
在以數字孿生驅動的設計中,數字模型是基礎。三維掃描具備高效的建模能力,能在幾分鐘之內快速創(chuàng)建實體的數字模型,并支持導入數字孿生系統(tǒng)。
數字孿生系統(tǒng)具備的動態(tài)仿真功能,能夠模擬設計模型在制造環(huán)節(jié)的可行性、效率性以及可能出現的制造問題,并反饋至設計進行修改。在這個環(huán)節(jié)中,比如汽車油泥模型的設計和數字孿生,三維掃描都能夠提升物理實體和數字實體的轉化效率。
數字孿生制造:自動檢測
在制造環(huán)節(jié),數字孿生能夠監(jiān)測制造設備各項運行數據,同時也能夠監(jiān)控制造產品的質量。自動化三維掃描技術能夠對制造產品,例如汽車零部件進行自動化的檢測,把控各項工藝需求,檢測過程數據和檢測結果將實時傳輸至數字孿生系統(tǒng)。
當一個批次的檢測數據匯總至數字孿生系統(tǒng)中后,可以通過趨勢分析來觀察整個批次的產品良率,并可間接洞察產線可能存在的工藝問題。歷史的趨勢分析數據也可以被用來預測,例如當產線到達某一個批量的產能之后,產品良率會出現下滑,表明產線的某一個工藝環(huán)節(jié)將出現問題。及時更換產線設備或者零配件能夠避免產線宕機,提升產線產能利用率。
數字孿生運營:性能檢測
數字孿生建立在一個產品的整個生命周期的基礎上,因此當產品交付至客戶使用后,數字孿生系統(tǒng)仍然在發(fā)揮性能監(jiān)測的作用,例如羅羅公司一直持續(xù)監(jiān)測配置在空客、波音飛機上的羅羅航空發(fā)動機的運行參數。
監(jiān)測產品的運行狀態(tài)需要傳感器進行數據采集,而三維掃描同樣能夠扮演傳感器的角色。例如一套模具產品在客戶使用過程中,通過三維掃描可以獲取模具的磨損狀況,并將數據反饋至數據孿生系統(tǒng),達到檢監(jiān)測模具使用性能的目的。