工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之數(shù)字孿生

數(shù)字孿生基于物理實體的基本狀態(tài),以動態(tài)實時的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實的分析,用于物理實體的監(jiān)測、預(yù)測和優(yōu)化。

本文來自微信公眾號“米可維大數(shù)據(jù)”。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展離不開技術(shù)支撐,包括數(shù)字孿生、邊緣計算、5G、IPV6、標識解析、TSN(時間敏感網(wǎng)絡(luò))、PON(無源光網(wǎng)絡(luò))等都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

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隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推進,數(shù)字孿生被賦予了新的生命力,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸了數(shù)字孿生的價值鏈條和生命周期,凸顯出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務(wù)方面的的優(yōu)勢和能力,打通了數(shù)字孿生應(yīng)用和迭代優(yōu)化的現(xiàn)實路徑,正成為數(shù)字孿生的孵化床。

數(shù)字孿生基于物理實體的基本狀態(tài),以動態(tài)實時的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實的分析,用于物理實體的監(jiān)測、預(yù)測和優(yōu)化。另外,數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術(shù),可以有效連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層,成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的知識萃取工具,不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中,不同成熟度的數(shù)字孿生體,將不同顆粒度的工業(yè)知識重新組裝,通過工業(yè)APP進行調(diào)用。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是數(shù)字孿生的孵化床,數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要場景。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重塑數(shù)字孿生閉環(huán)

數(shù)字孿生,以數(shù)字方式為物理對象創(chuàng)建高寫實虛擬模型,并模擬、分析、預(yù)測其行為,為實現(xiàn)信息技術(shù)與制造業(yè)融合鋪平了道路。借助數(shù)字孿生,可以集成復(fù)雜的制造工藝,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計,制造和智能服務(wù)等閉環(huán)優(yōu)化,數(shù)字孿生將成為未來數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前,數(shù)字孿生的概念還只是停留在軟件環(huán)境中,比如幾何建模的CAD系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理的PLM等。但隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)的連通效用使得各個數(shù)字孿生在設(shè)備資產(chǎn)管理,產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關(guān)聯(lián)、互相補充。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺激活數(shù)字孿生生命

隨著制造業(yè)不斷發(fā)展,數(shù)字孿生盡管尚未成為主流,卻成為每一個數(shù)字化企業(yè)都要關(guān)注的技術(shù)。數(shù)字孿生的核心是模型和數(shù)據(jù),但虛擬模型創(chuàng)建和數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)的知識,對于不具備相關(guān)知識的人員,構(gòu)建和使用數(shù)字孿生任重道遠,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰恰可以解決上述問題,通過平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析外包、模型共享等業(yè)務(wù)。

具體來說,物理實體的各種數(shù)據(jù)收集、交換,都要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn),利用平臺具有的資源聚合、動態(tài)配置、供需對接等優(yōu)勢,整合并利用各類資源,賦能數(shù)字孿生。例如,利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺向下將邊緣側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施同數(shù)字孿生體關(guān)聯(lián),向上將數(shù)據(jù)傳遞、存儲在云端,其他用戶也可以根據(jù)自身需要通過平臺的服務(wù)來建立數(shù)字孿生體,可以說工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺激活了數(shù)字孿生的生命。

數(shù)字孿生助力IT與OT融合

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中關(guān)鍵一環(huán),加速了IT和OT各要素的融合,數(shù)據(jù)是融合過程中最重要的粘結(jié)劑,要讓IT部門和OT部門融合的更好,首先要處理好數(shù)據(jù)這項隱形的資產(chǎn)。另外,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在試圖打破企業(yè)的邊界,試圖填滿IT與OT之間的各種縫隙,打造軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動、模式創(chuàng)新的新生態(tài),而數(shù)字孿生剛好為融合發(fā)展提供了數(shù)據(jù)和技術(shù)的接口。

在產(chǎn)品設(shè)計中,數(shù)字孿生可以展示、預(yù)測,分析數(shù)字模型和物理世界之間的互動過程。基于數(shù)字孿生的設(shè)計是基于現(xiàn)有物理產(chǎn)品的虛擬映射,研究大量數(shù)據(jù)以獲取有價值的知識進行產(chǎn)品創(chuàng)新。

設(shè)計人員只需將需求發(fā)布到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,平臺管理者就能就精確匹配設(shè)計人員需要的數(shù)據(jù)服務(wù)以及用于處理數(shù)據(jù)的模型和算法服務(wù)。通過調(diào)用,組合和操作這些服務(wù),結(jié)果將返回給設(shè)計人員。IT和OT的融合以“按需付費”的方式,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上悄然完成。

此外,在設(shè)計產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)和組件后,需要測試設(shè)計質(zhì)量和可行性。借助數(shù)字孿生,設(shè)計人員可以通過驗證虛擬產(chǎn)品快速地模擬運行狀況,完成虛擬設(shè)計和虛擬運行。服務(wù)封裝后,模型服務(wù)可以通過服務(wù)搜索,匹配,調(diào)度和調(diào)用來使用。通過服務(wù),數(shù)字孿生有效地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計中,減少預(yù)期行為和設(shè)計行為的不一致產(chǎn)生的修改,大大縮短設(shè)計周期,降低設(shè)計成本。

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