據(jù)中央廣播電視總臺經(jīng)濟之聲《天下財經(jīng)》報道，今年以來，我國制造業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。在信息技術(shù)“加持”下，數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器、軟件等要素正重新定義制造業(yè)，傳統(tǒng)生產(chǎn)理念因此發(fā)生巨大變化，制造模式也大不相同。系列報道《新制造新格局》推出第三篇：數(shù)字孿生引領(lǐng)虛擬制造。
機器人特別是服務(wù)機器人在研發(fā)制造過程中，需要進行大量訓練和學習，才能適應(yīng)各種應(yīng)用場景。以往，主要是把機器人放到現(xiàn)實場景中，去執(zhí)行這些訓練任務(wù)，然后觀察是否存在缺陷，進而進行優(yōu)化。而在機器人企業(yè)達闥科技的實驗室內(nèi)，研發(fā)人員只要盯著電腦屏幕，就可以訓練機器人。這是怎么做到的？達闥科技副總裁葛頎透露：“我們在一個大型的數(shù)字引擎里面，搭建了一個跟真實環(huán)境一模一樣的1:1的數(shù)字世界。在這個數(shù)字世界里，所有的物理規(guī)則、物理引擎和現(xiàn)實生活中都是一模一樣的。這樣我們就可以在這個數(shù)字引擎里，針對現(xiàn)實世界里服務(wù)機器人要執(zhí)行的任務(wù)進行1:1的、等真的，但是零成本的訓練。”
這其實就是數(shù)字孿生技術(shù)。中國工程院院士倪光南說，數(shù)字孿生是指物理空間與數(shù)字空間、虛擬空間之間的精確映射。倪光南說：“數(shù)字孿生很重要的一個說法就是它把物理空間和數(shù)字空間、虛擬空間之間對應(yīng)起來。一旦數(shù)字空間、虛擬空間做好了，你確定了所有的參數(shù)、工藝，然后你轉(zhuǎn)到物理空間，一次就可以成功或者基本成功了。”
除了節(jié)省成本、提高效率，數(shù)字孿生還可以催生一些新業(yè)態(tài)、新模式。還以機器人行業(yè)為例，葛頎認為，有了數(shù)字孿生技術(shù)，第三方可以圍繞各種場景豐富機器人應(yīng)用，形成機器人應(yīng)用商店。未來，機器人應(yīng)用開發(fā)將和手機APP開發(fā)一樣，成為一種新的職業(yè)。葛頎說：“應(yīng)用了數(shù)字孿生的技術(shù)以后，他就可以在無需擁有一個真實本體的情況下，換句話說，他不需要買一個昂貴的、真正的機器人去做開發(fā)，他就可以在數(shù)字孿生的引擎里，基于我們開放的這些標準接口，進行第三方機器人應(yīng)用軟件的開發(fā)。這樣的好處就是機器人就變成了一個生態(tài)。”
數(shù)字孿生不光可以用于前端的研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)也有巨大應(yīng)用價值。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院院長徐曉蘭說，數(shù)字孿生的最大特點是雙向性，虛擬可以映射現(xiàn)實，也可以反過來影響現(xiàn)實。“比如從虛擬的空間里，或者從數(shù)字孿生平臺上能看到哪個零部件、哪個設(shè)備、哪個產(chǎn)線出現(xiàn)了問題，并且通過后臺的智能化分析，能夠精確地知道是哪個地方出現(xiàn)了問題。那么工程師能快速地更換零部件，快速地調(diào)整產(chǎn)線。”
目前，我國多個領(lǐng)域數(shù)字孿生應(yīng)用不斷深入。在大型設(shè)備制造方面，數(shù)字孿生是完成各種高難度重復性實驗的重要工具；在醫(yī)療領(lǐng)域，研究人員正在創(chuàng)造高仿真人類器官數(shù)字孿生體，用于臨床診斷、教育和培訓。
倪光南認為，數(shù)字孿生應(yīng)用未來將覆蓋更大范圍，虛擬制造將成為制造業(yè)不可或缺的一環(huán)。“將來理想的話，我們應(yīng)該有兩條生產(chǎn)線，一條在物理世界里，就是我們現(xiàn)在看到的生產(chǎn)線，另外一條生產(chǎn)線就是在虛擬空間、數(shù)字空間里面。我們?nèi)魏蔚墓ぷ?，要改進產(chǎn)品、研發(fā)新的產(chǎn)品之類的，首先在數(shù)字空間里做。所以數(shù)字孿生將會比傳統(tǒng)工業(yè)軟件更好用，覆蓋更大的范圍。”
