什么是數(shù)字孿生?數(shù)字孿生在工業(yè)制造中如何應(yīng)用?

簡(jiǎn)單來(lái)講,數(shù)字孿生就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的“克隆體”。這個(gè)克隆體的最大特點(diǎn),就是對(duì)實(shí)體對(duì)象的動(dòng)態(tài)仿真。也就是說(shuō),數(shù)字孿生體是會(huì)“動(dòng)”的。

數(shù)字孿生——為物理世界“復(fù)制”一個(gè)虛擬數(shù)字分身

數(shù)字孿生,就是針對(duì)物理世界的實(shí)體,通過(guò)數(shù)字化手段構(gòu)建一個(gè)數(shù)字世界中的“完整分身”,能夠和物理實(shí)體保持實(shí)時(shí)的交互聯(lián)接,借助歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及算法模型等,通過(guò)模擬、驗(yàn)證、預(yù)測(cè)、控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的了解、分析和優(yōu)化。

簡(jiǎn)單來(lái)講,數(shù)字孿生就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的“克隆體”。這個(gè)克隆體的最大特點(diǎn),就是對(duì)實(shí)體對(duì)象的動(dòng)態(tài)仿真。也就是說(shuō),數(shù)字孿生體是會(huì)“動(dòng)”的。

數(shù)字孿生在工業(yè)制造的應(yīng)用

由于數(shù)字孿生早期的應(yīng)用與工業(yè)制造領(lǐng)域密不可分,因此工業(yè)制造也是數(shù)字孿生的主要戰(zhàn)場(chǎng)。

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以下介紹一些數(shù)字孿生在制造業(yè)的典型應(yīng)用:

一、產(chǎn)品的運(yùn)行監(jiān)控和智能運(yùn)維

在工業(yè)制造領(lǐng)域,要完成產(chǎn)品部件的設(shè)計(jì)修改,尺寸裝配,通常需要反復(fù)嘗試,耗費(fèi)大量人力物力。利用數(shù)字孿生可以為工業(yè)生產(chǎn)建立起虛擬空間,在該技術(shù)之下,工程設(shè)計(jì)師不僅能看到產(chǎn)品外部變化,更使內(nèi)部零件動(dòng)態(tài)的觀察成為可能。直觀看到每一個(gè)零部件、線路、各種接頭的每一次變化,從而大幅降低產(chǎn)品的驗(yàn)證工作和工期成本。

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二、工廠運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)模擬和遠(yuǎn)程監(jiān)控

對(duì)于正在運(yùn)行的工廠,通過(guò)其數(shù)字孿生模型可以實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)行的可視化。包括生產(chǎn)設(shè)備目前的狀態(tài),在加工什么訂單,設(shè)備和產(chǎn)線的OEE、產(chǎn)量、質(zhì)量與能耗等,還可以定位每一臺(tái)物流裝備的位置和狀態(tài)。對(duì)于出現(xiàn)故障的設(shè)備,可以顯示出具體的故障類型。

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三、生產(chǎn)線虛擬調(diào)試

在制造生產(chǎn)中,建立一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境的虛擬版本,用數(shù)字化方式描敘整個(gè)制造環(huán)境,在虛擬數(shù)字空間中進(jìn)行設(shè)備診斷、過(guò)程模擬等仿真預(yù)測(cè),可以有效防止現(xiàn)場(chǎng)故障、生產(chǎn)異常產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。

四、數(shù)字營(yíng)銷

對(duì)于尚未上市的新產(chǎn)品,通過(guò)發(fā)布其概念階段的數(shù)字孿生模型,讓消費(fèi)者選擇更喜歡的設(shè)計(jì)方案,然后再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和制造,這樣有助于企業(yè)提升銷售業(yè)績(jī)。同時(shí),通過(guò)構(gòu)建基于數(shù)字孿生模型的在線配置器,可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的在線選配,實(shí)現(xiàn)大批量定制。

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由此可見(jiàn),數(shù)字孿生給工業(yè)制造企業(yè)帶來(lái)了顯而易見(jiàn)的效率提升和成本下降。而隨著傳統(tǒng)工業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)需求的加速,數(shù)字孿生勢(shì)必將發(fā)揮更為重要的作用。

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