人類一直在收集數(shù)據(jù)以更好地了解物理世界。越來越多的企業(yè)正在尋求通過數(shù)字孿生將數(shù)字世界與物理世界相融合。而數(shù)字孿生技術(shù)作為兩個(gè)領(lǐng)域之間的橋梁，可以提供物理對象和過程的實(shí)時(shí)虛擬表示。
這些物理操作的虛擬克隆可以幫助企業(yè)模擬場景，而使用物理資產(chǎn)測試或?qū)嵤┘群臅r(shí)又昂貴。它們可以幫助企業(yè)監(jiān)控運(yùn)營、執(zhí)行預(yù)測性維護(hù)，為投資決策提供洞察力、制定長期業(yè)務(wù)計(jì)劃、識別新發(fā)明和改進(jìn)流程。
研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets公司在2020年9月發(fā)布的一份研究報(bào)告中指出，2020年全球數(shù)字孿生市場規(guī)模為31億美元，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到482億美元，在此期間的復(fù)合年增長率為58%。
以下是企業(yè)如何有效使用數(shù)字孿生技術(shù)的一些示例：
1.羅爾斯·羅伊斯公司采用數(shù)字孿生提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率
英國航空航天和國防廠商羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce)部署了數(shù)字孿生技術(shù)來監(jiān)控其生產(chǎn)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用情況。該公司可以監(jiān)控每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行方式、飛行條件以及飛行員如何使用它。
該公司首席信息和數(shù)字官Stuart Hughes表示：“我們正在調(diào)整維護(hù)制度，以確保我們針對發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命進(jìn)行優(yōu)化，而不是按照維修手冊所述的使用壽命進(jìn)行優(yōu)化。只有將每臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)視為一個(gè)單獨(dú)個(gè)體，才會(huì)實(shí)現(xiàn)更靈活可變的服務(wù)。”
多年來，該公司一直為客戶提供發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控服務(wù)，但其數(shù)字孿生功能使其能夠?yàn)樘囟ǖ陌l(fā)動(dòng)機(jī)提供量身定制的服務(wù)。它幫助該公司將某些發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)間隔時(shí)間延長了50%，使用戶能夠大幅減少零件和備件的庫存。該技術(shù)還幫助羅爾斯·羅伊斯公司提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，迄今為止已減少了2.2萬噸碳排放量。
Hughes的建議：了解客戶。了解如何以及為何使用數(shù)字孿生的力量與了解技術(shù)本身一樣重要。提供這項(xiàng)服務(wù)是一場勝利，因?yàn)樗鼮榱_爾斯·羅伊斯公司及其客戶帶來了明顯的好處。
他說，“采用數(shù)字孿生技術(shù)對客戶的好處是，由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間更長，客戶看到的中斷更少，因此他們可以更多地使用發(fā)動(dòng)機(jī)。而對我們的好處是可以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際維護(hù)的方式。”
2.瑪氏公司通過數(shù)字孿生優(yōu)化其供應(yīng)鏈
全球知名的糖果、寵物護(hù)理和食品商瑪氏公司(Mars)在生產(chǎn)供應(yīng)鏈采用數(shù)字孿生技術(shù)以支持其業(yè)務(wù)。該公司使用Microsoft Azure云平臺(tái)和人工智能技術(shù)來處理和分析其生產(chǎn)設(shè)施和機(jī)器生成的數(shù)據(jù)。
瑪氏公司首席數(shù)字官Sandeep Dadlani說，“我們將數(shù)字化視為一個(gè)巨大的商業(yè)加速器，而不是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化進(jìn)程而實(shí)施數(shù)字化。”
在數(shù)字制造和運(yùn)營顧問埃森哲公司的幫助下，瑪氏公司使用Microsoft Azure數(shù)字孿生的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)來加強(qiáng)其160個(gè)生產(chǎn)設(shè)施的運(yùn)營。該公司采用軟件模擬以提高產(chǎn)能和流程控制，其中包括通過預(yù)測性維護(hù)來提高生產(chǎn)機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間，并減少產(chǎn)品的浪費(fèi)。該公司使用數(shù)字孿生技術(shù)生成了一個(gè)虛擬的“用例應(yīng)用商店”，可以在其業(yè)務(wù)線中重復(fù)使用。
展望未來，該公司計(jì)劃使用數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)來考慮影響其產(chǎn)品的氣候和場景因素，從而更好地了解從產(chǎn)品原產(chǎn)地到消費(fèi)者的供應(yīng)鏈。
Dadlani的建議：嘗試并接受失敗?，斒瞎竟膭?lì)其員工考慮使用人工智能和其他有意義的新興技術(shù)來解決問題。這是將企業(yè)文化轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極嘗試并期望從失敗中吸取教訓(xùn)的企業(yè)文化的一部分，以便將其應(yīng)用于未來的成功。去年12月，該公司舉辦了一場虛擬人工智能節(jié)，以慶祝在各個(gè)業(yè)務(wù)線中部署的200個(gè)人工智能用例。
Dadlan說：“如果你能很好地定義一個(gè)問題，那么你應(yīng)該有能力使用人工智能解決它。”
3.美國教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)(TIAA)采用數(shù)字孿生降低客戶服務(wù)的復(fù)雜性
美國教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)(TIAA)核心業(yè)務(wù)是幫助教師管理退休基金、養(yǎng)老基金和個(gè)人保險(xiǎn)等服務(wù)。為了降低為客戶提供的養(yǎng)老和保險(xiǎn)服務(wù)復(fù)雜性，這家非營利性金融服務(wù)提供商正在使用由圖形數(shù)據(jù)庫提供支持的數(shù)字孿生技術(shù)。
美國教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)(TIAA)總經(jīng)理兼退休服務(wù)技術(shù)主管Alex Pecoraro說，“根據(jù)美國國稅局的所有規(guī)定，我們提供的退休和保險(xiǎn)服務(wù)非常復(fù)雜，而為此進(jìn)行設(shè)置需要具備大量業(yè)務(wù)知識的專業(yè)團(tuán)隊(duì)來完成。”
美國教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)(TIAA)的外包服務(wù)包含600多個(gè)功能，可以產(chǎn)生大量的客戶端配置。在部署數(shù)字孿生技術(shù)之前，該協(xié)會(huì)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)根據(jù)客戶所需的服務(wù)人工創(chuàng)建和測試配置。因此，團(tuán)隊(duì)成員通過專業(yè)知識進(jìn)行處理，但由于工作量巨大，意味著他們只能處理某些類型的報(bào)價(jià)，這也使擴(kuò)展操作變得困難。
為了解決這個(gè)問題，Pecoraro帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)字孿生模型，它由一個(gè)表示600多個(gè)特征的圖形數(shù)據(jù)庫組成，控制節(jié)點(diǎn)用于表示復(fù)雜的分組邏輯。數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)表示實(shí)現(xiàn)功能所需的數(shù)據(jù)字段，關(guān)系鏈接表示依賴關(guān)系、驗(yàn)證和排除。該數(shù)據(jù)庫減少了為客戶設(shè)置服務(wù)所需的時(shí)間和專業(yè)知識。
Pecoraro的建議：改變觀點(diǎn)。Pecoraro表示，該項(xiàng)目的關(guān)鍵是采用產(chǎn)品采用方法，而不是將其視為技術(shù)配置問題。
Pecoraro說，“團(tuán)隊(duì)中有一名成員提出了這個(gè)想法，將我們的注意力從配置轉(zhuǎn)移到客戶正在做什么以及他們正在購買什么產(chǎn)品上。這種觀點(diǎn)轉(zhuǎn)變是關(guān)鍵?；叵肫饋磉@似乎很明顯，但當(dāng)沉浸在所有細(xì)節(jié)中時(shí)，可能會(huì)‘只見樹木，不見森林’。”
4.拜耳作物科學(xué)公司通過虛擬工廠重塑戰(zhàn)略
拜耳作物科學(xué)公司利用數(shù)字孿生技術(shù)為其在北美地區(qū)的九個(gè)玉米種子生產(chǎn)基地創(chuàng)建了“虛擬工廠”。拜耳公司從其田地里收獲種子，經(jīng)過生產(chǎn)基地的加工和包裝之后向農(nóng)民銷售。
拜耳作物科學(xué)公司卓越數(shù)據(jù)科學(xué)中心(COE)負(fù)責(zé)人Naveen Singla說，“我們現(xiàn)在可以重新構(gòu)想業(yè)務(wù)流程，通過應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法或模擬來重新構(gòu)想我們的決策。”
拜耳作物科學(xué)公司為其九個(gè)生產(chǎn)基地創(chuàng)建了設(shè)備、流程和產(chǎn)品流特性、物料清單和操作規(guī)則的動(dòng)態(tài)數(shù)字演示，使該公司能夠?qū)γ總€(gè)生產(chǎn)基地進(jìn)行“假設(shè)”分析。
當(dāng)商業(yè)團(tuán)隊(duì)推出新的種子或新的定價(jià)策略時(shí)，可以使用虛擬工廠來評估這些生產(chǎn)基地是否準(zhǔn)備好調(diào)整其運(yùn)營以實(shí)現(xiàn)這些新策略。虛擬工廠還可用于做出投資決策、制定長期業(yè)務(wù)計(jì)劃、識別新發(fā)明和改進(jìn)流程。拜耳作物科學(xué)公司現(xiàn)在可以將其9個(gè)生產(chǎn)基地10個(gè)月的運(yùn)營過程展示時(shí)間壓縮到兩分鐘，使其能夠回答有關(guān)SKU組合、設(shè)備能力、流程訂單設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等復(fù)雜問題。
Singla的建議：了解業(yè)務(wù)領(lǐng)域。Singla表示，該公司成功的一個(gè)重要關(guān)鍵是，由決策科學(xué)負(fù)責(zé)人Shrikant Jarugumilli領(lǐng)導(dǎo)的負(fù)責(zé)構(gòu)建數(shù)字孿生技術(shù)的決策科學(xué)團(tuán)隊(duì)考察生產(chǎn)現(xiàn)場花費(fèi)了大量時(shí)間，以了解運(yùn)營情況并獲得利益相關(guān)者的支持。
Singla說，“數(shù)據(jù)科學(xué)家了解業(yè)務(wù)領(lǐng)域非常重要，這就是Shrikant及其團(tuán)隊(duì)發(fā)揮重要作用的地方。他們在這些種子制造基地花費(fèi)數(shù)周時(shí)間了解運(yùn)營情況，理解細(xì)微差別，以便在與管理人員溝通時(shí)傳達(dá)的信息是他們能夠理解的術(shù)語，而不是機(jī)器學(xué)習(xí)的語言。
