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)。
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。
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。
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。
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。
