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若以数字孪生比作人类大脑,就像我们在现实世界中凭直觉用大脑的能力去记忆、记录、分析、处理和预测一样,数字孪生也可以通过分析收集到的数据在数字世界中做同样的事情。
数字孪生技术在虚拟世界模拟制造流程,并帮助企业在数字孪生模型中灵活配置资源,并优化工作流程,快速响应不断变化的产品需求和订单渠道。
「数字孪生」是物理世界的数字化表达,它可以帮助我们数字世界中模拟真实世界,并预测可能会发生的各种情况,从而基于模拟结果做出判断,选取方案,反馈到物理世界。在构建一个「数字孪生」模型的过程中,需要打通数据的双向沟通渠道,使物理世界的状态和参数可以通过与智能系统向数字模型反馈,从而真正实现数字孪生,并以此对物理世界进行动态、实时地评估和优化。
「数字孪生」概念在今天的制造业中日趋成熟壮大,无论是数字化供应商、设备制造商还是技术服务商,都在加紧打造更贴合「数字孪生」技术体系的产品和解决方案。「数字孪生」的技术集合也在不断扩充,制造企业在数字化转型升级的过程中,可以选择各种数字手段,构建符合自身特点的「数字孪生」体系,数字孪生采购,使制造流程中产生的数据在物理世界和数字世界滚动起来,持续迭代,从而实现对企业业务流程的持续优化。改善产品研发流程,提高车间自动化水平,实现生产过程智能化,快速响应业务需求,降低生产维护成本,提高整个业务流程的效率,并地提升产品质量。
数字孪生的应用对象,主要分为终用户和OEM两个类别。
对应于终用户的数字孪生,构建数字孪生的设计方和应用数字孪生使用方,是同一家企业。
比如宇航局、飞机制造商、冶金企业,就是终用户的典型代表。数字孪生中的物理实体,对应的是飞机、火箭、高炉等大型设备,一套数字孪生方案的造价达到、甚至上亿。
这类企业的研发门槛很高,终用户运用数字孪生实现的主要目标是降低研发成本,并且通过建立虚拟模型提升设备的性能与寿命。
如今,很多航空航天设备只有在虚拟环境中经过验证、测试之后,才会进入实际生产。当新的设备建成后,通过安装的各类传感器,将实时数据回传,数字孪生又起到了提升设备效率,降低运维成本的作用。
对应于OEM的数字孪生,构建数字孪生的设计方和应用数字孪生的使用方,来自不同企业。
比如来自食品饮料、纺织等行业的机械制造商,就是OEM的典型代表。数字孪生中的物理实体,是吹瓶机、注塑机、缝纫机等机器设备。
数字孪生可以通过“共享”模式,在同类设备的使用群体内,被多个企业共享,数字孪生程序,极大的降低投入资金。
设备出厂之后,根据不同的去向,每台设备都会对应一个的数字孪生,这些数字孪生脱胎于同一“母体”,却又“性格”迥异。它们记录了每台设备不同的运行环境和各类参数,协助设备的维护和运行。
这类应用更有想象空间。由于同类设备的数字孪生在很大比例上,具有可复用性,当达到规模效应时,数字孪生的成本可能极大降低,达到百元以内。其所对应的投资回报率,可能实现按照“天”为单位计算。使用者按需付费,投资的回收周期很短,数字孪生,马上能够看益。
已经有企业在实践这个做法。
随着时代的发展,工业4.0概念以及中国实施制造强国战略个十年的行动纲领《中国制造2025》的出台,工业领域的传统工作模式受到了巨大的挑战,尤其是在确保盈利能力和长期生存能力方面,化工、电力、交通、制造等行业的业主面临着的挑战。
以低成本实现数字孪生智能工厂安全、可持续生产、运营、维护和管理,需要快速获取与工厂实际状态一致的基础数据,建立数字孪生智能工厂是实现这一目标的手段。数字孪生智能工厂是以数据为基础的信息管理平台;是一个以工厂设备基础数据为的数据仓库。
不仅仅是一个数据集成的平台,更是一个信息浏览的端口和项目数据移交的工具,为工厂的日常运营、维护、扩建和检维修项目提供了完整、准确和可信的基础数据。
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