數(shù)字孿生在制造業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。產(chǎn)品的數(shù)字孿生應(yīng)用覆蓋產(chǎn)品的研發(fā)、工藝規(guī)劃、制造、測(cè)試、運(yùn)維等各個(gè)生命周期,可以幫助企業(yè)推進(jìn)數(shù)字化營銷和自助式服務(wù);工廠數(shù)字孿生在工廠設(shè)計(jì)、建造,生產(chǎn)線調(diào)試、安裝,工廠運(yùn)行監(jiān)控、工業(yè)安全等方面都可以給企業(yè)帶來價(jià)值;數(shù)字孿生也可應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域,例如車間物流調(diào)度、運(yùn)輸路徑優(yōu)化等。
全球著名IT研究機(jī)構(gòu)Gartner曾在2017年至2019年連續(xù)三年將數(shù)字孿生列為十大新興技術(shù)之一。北京航空航天大學(xué)陶飛教授團(tuán)隊(duì)對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的深入研究,撰寫了一批國際水準(zhǔn)的學(xué)術(shù)論文。近期,美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)、IDC、埃森哲、賽迪研究院、信通院等研究機(jī)構(gòu)相繼發(fā)表了相關(guān)白皮書,我國從政府主管部門到企業(yè)也十分關(guān)注數(shù)字孿生技術(shù)。但是,如果不能正確理解數(shù)字孿生技術(shù)的基本內(nèi)涵就囫圇吞棗地應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù),很可能會(huì)“走入歧途”。
數(shù)字孿生在制造業(yè)的典型應(yīng)用場(chǎng)景
數(shù)字孿生技術(shù)在各個(gè)行業(yè)有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。陶飛教授團(tuán)隊(duì)在《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》2018年第1期刊登的“數(shù)字孿生及其應(yīng)用探索”一文中,歸納了14種應(yīng)用場(chǎng)景,后來又在論文中介紹了數(shù)字孿生在航空航天、電力、汽車、石油天然氣、健康醫(yī)療、船舶航運(yùn)、城市管理、智慧農(nóng)業(yè)、建筑建設(shè)、安全急救、環(huán)境保護(hù)等11個(gè)領(lǐng)域,45個(gè)細(xì)分類的應(yīng)用。
筆者認(rèn)為,數(shù)字孿生在制造業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。其中,產(chǎn)品的數(shù)字孿生應(yīng)用覆蓋產(chǎn)品的研發(fā)、工藝規(guī)劃、制造、測(cè)試、運(yùn)維等各個(gè)生命周期,可以幫助企業(yè)推進(jìn)數(shù)字化營銷和自助式服務(wù),有助于企業(yè)提升維護(hù)服務(wù)收入,創(chuàng)新商業(yè)模式;工廠數(shù)字孿生在工廠設(shè)計(jì)、建造,生產(chǎn)線調(diào)試、安裝,工廠運(yùn)行監(jiān)控、工業(yè)安全等方面都可以對(duì)企業(yè)帶來價(jià)值;數(shù)字孿生在供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域也可以應(yīng)用,例如車間物流調(diào)度、運(yùn)輸路徑優(yōu)化等。
以下是數(shù)字孿生在制造業(yè)的典型應(yīng)用:
產(chǎn)品的運(yùn)行監(jiān)控和智能運(yùn)維
對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)智能互聯(lián)的復(fù)雜產(chǎn)品,尤其是高端智能裝備,將實(shí)時(shí)采集的裝備運(yùn)行過程中的傳感器數(shù)據(jù)傳遞到其數(shù)字孿生模型進(jìn)行仿真分析,可以對(duì)裝備的健康狀態(tài)和故障征兆進(jìn)行診斷,并進(jìn)行故障預(yù)測(cè);如果產(chǎn)品運(yùn)行的工況發(fā)生改變,對(duì)于擬采取的調(diào)整措施,可以先對(duì)其數(shù)字孿生模型在仿真云平臺(tái)上進(jìn)行虛擬驗(yàn)證,如果沒有問題,再對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。ANSYS的數(shù)字孿生技術(shù)在風(fēng)電行業(yè),可以幫助風(fēng)電企業(yè)避免非計(jì)劃性停機(jī),實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)和運(yùn)行控制與優(yōu)化。
對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字孿生應(yīng)用,由于每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行履歷不同,飛行的環(huán)境不同,健康服役的壽命以及維護(hù)歷史差別很大,因此,應(yīng)當(dāng)對(duì)每臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)建立其對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生模型。GE航空對(duì)于正在空中運(yùn)行的航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦出現(xiàn)故障隱患,可以通過對(duì)數(shù)字孿生模型的分析來預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),及時(shí)進(jìn)行維修維護(hù),顯著提升了飛行安全。GE航空通過數(shù)字孿生模型記錄每臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)架次的飛行路線、承載量,以及不同飛行員的駕駛習(xí)慣和對(duì)應(yīng)的油耗,通過分析和優(yōu)化,可以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的服役周期,并改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
在數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域,GE與ANSYS公司開展了戰(zhàn)略合作。通過數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的健康管理、遠(yuǎn)程診斷、智能維護(hù)和共享服務(wù)。通過結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)和仿真技術(shù),幫助客戶分析特定的工作條件并預(yù)測(cè)故障,從而節(jié)約運(yùn)維成本。GE航空通過匯總設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、完整飛行周期的相關(guān)數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn):
1.將發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器數(shù)據(jù)與性能模型結(jié)合,根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的變化和物理發(fā)動(dòng)機(jī)性能的衰減,構(gòu)建自適應(yīng)模型,精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的部件和整機(jī)性能;
2.將發(fā)動(dòng)機(jī)歷史維修數(shù)據(jù)中的故障模式注入三維結(jié)構(gòu)模型和性能模型,構(gòu)建故障模型,應(yīng)用于故障診斷和預(yù)測(cè);
3.將航空公司歷史飛行數(shù)據(jù)與性能模型結(jié)合并融合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法,構(gòu)建性能預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)整機(jī)性能和剩余壽命;
4.將局部線性化模型與飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)環(huán)境模型融合并構(gòu)建控制優(yōu)化模型,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制性能尋優(yōu),使發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行過程中發(fā)揮更好的性能。
西門子將來自智能傳感器的溫度、加速度、壓力和電磁場(chǎng)等信號(hào)和數(shù)據(jù),以及來自數(shù)字孿生模型中的多物理場(chǎng)模型和電磁場(chǎng)仿真和溫度場(chǎng)仿真結(jié)果傳遞到Mindsphere平臺(tái),通過進(jìn)行對(duì)比和評(píng)估,來判斷產(chǎn)品的可用性、運(yùn)行績(jī)效和是否需要更換備件。
在復(fù)雜裝備的運(yùn)維方面,可以通過AR技術(shù),基于產(chǎn)品的數(shù)字孿生模型生成產(chǎn)品操作、裝配或拆卸的三維動(dòng)畫。在實(shí)物環(huán)境下,透過各種穿戴設(shè)備或移動(dòng)終端進(jìn)行示教。PTC提供了先進(jìn)易用的AR應(yīng)用平臺(tái)。
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。華龍訊達(dá)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù),在煙草行業(yè)進(jìn)行了工廠運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)模擬和遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)踐,中煙集團(tuán)在北京就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在各地的工廠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。海爾、美的在工廠的數(shù)字孿生應(yīng)用方面也開展了卓有成效的實(shí)踐。
生產(chǎn)線虛擬調(diào)試
在虛擬調(diào)試領(lǐng)域,西門子公司及上海智參、廣州明珞等合作伙伴已開展了很多實(shí)踐。虛擬調(diào)試技術(shù)在數(shù)字化環(huán)境中建立生產(chǎn)線的三維布局,包括工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備、PLC和傳感器等設(shè)備。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試之前,可以直接在虛擬環(huán)境下,對(duì)生產(chǎn)線的數(shù)字孿生模型進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、工藝仿真和電氣調(diào)試,讓設(shè)備在未安裝之前已經(jīng)完成調(diào)試。
應(yīng)用虛擬調(diào)試技術(shù),在虛擬調(diào)試階段,將控制設(shè)備連接到虛擬站/線;完成虛擬調(diào)試后,控制設(shè)備可以快速切換到實(shí)際生產(chǎn)線;可隨時(shí)切換到虛擬環(huán)境,分析、修正和驗(yàn)證正在運(yùn)行的生產(chǎn)線上的問題,避免長(zhǎng)時(shí)間且昂貴的生產(chǎn)停頓。
虛擬調(diào)試技術(shù)對(duì)企業(yè)的價(jià)值體現(xiàn)在:早期驗(yàn)證優(yōu)化研發(fā)+工藝+制造的可行性,減少物理樣機(jī)投入成本;減少去用戶現(xiàn)場(chǎng)做機(jī)器人調(diào)試時(shí)間和出錯(cuò)率,節(jié)約出差成本;虛實(shí)融合后為整個(gè)工廠的數(shù)字孿生打好基礎(chǔ),工廠建成之后可以與SCADA系統(tǒng)融合,打造基于三維模型的可視化監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字孿生。
Maplesoft公司的MapleSim平臺(tái)提供了一體化的生產(chǎn)線虛擬調(diào)試解決方案。羅克韋爾自動(dòng)化憑借百年的行業(yè)積累,近期通過戰(zhàn)略投資和加速整合生態(tài)合作伙伴等方法在加速完善數(shù)字化解決方案。2019年,羅克韋爾自動(dòng)化收購了數(shù)字模擬和仿真的創(chuàng)新型工程軟件開發(fā)商Emulate3D。其軟件使客戶能夠在制造和自動(dòng)化成本實(shí)際發(fā)生和交付最終設(shè)計(jì)之前對(duì)機(jī)器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬測(cè)試,改進(jìn)系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)決策,以便能夠在最終設(shè)計(jì)定型與制造成本落地之前對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間和提高運(yùn)營效率,還可以利用工廠的數(shù)字孿生模型對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn),降低工廠運(yùn)營的風(fēng)險(xiǎn)。
美的集團(tuán)旗下的美云智數(shù)的MIoT.VC系統(tǒng)提供了基于數(shù)字孿生的虛擬調(diào)試解決方案。其組件庫內(nèi)置1400多個(gè)機(jī)器人組件,內(nèi)置KUKA、ABB、安川、川崎等各主流機(jī)器人協(xié)議;可以通過圖形示教,快速進(jìn)行機(jī)器人姿態(tài)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)路徑干涉檢查和姿態(tài)合理性分析;支持機(jī)器人姿態(tài)和軌跡的離線編程與虛擬調(diào)試,與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī);支持噴涂、焊接等機(jī)器人動(dòng)作示教、離線編程及虛擬調(diào)試。該系統(tǒng)支持OPC-UA 和西門子S7兩大工業(yè)協(xié)議。
機(jī)電軟一體化復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)
對(duì)于高度復(fù)雜的機(jī)電軟一體化產(chǎn)品,可以在研發(fā)階段通過構(gòu)建產(chǎn)品的數(shù)字孿生模型,并通過工程仿真技術(shù)的應(yīng)用加速產(chǎn)品的研發(fā), 幫助企業(yè)以更少的成本和更快的速度將創(chuàng)新技術(shù)推向市場(chǎng)。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù),能夠綜合利用結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、電磁、流體和控制等仿真軟件進(jìn)行單物理場(chǎng)仿真和多場(chǎng)耦合仿真,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、確認(rèn)和驗(yàn)證,還可以構(gòu)建精確的綜合仿真模型來分析實(shí)際產(chǎn)品的性能,實(shí)現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新。通過結(jié)合創(chuàng)成設(shè)計(jì)技術(shù)(Generative Design)、增材制造技術(shù)、半實(shí)物仿真技術(shù),可以顯著縮短產(chǎn)品上市周期。
GE公司認(rèn)為,從概念設(shè)計(jì)階段開始推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字孿生應(yīng)用,更容易地將設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)模型與運(yùn)行數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián),同時(shí),還有助于優(yōu)化設(shè)計(jì),提高生產(chǎn)效率。精航偉泰測(cè)控儀器(北京)有限公司提供了基于模型的衛(wèi)星數(shù)字孿生設(shè)計(jì)解決方案,可以最大限度地將驗(yàn)證后的設(shè)計(jì)模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星的物理實(shí)現(xiàn),例如可以根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)模型自動(dòng)生成星載軟件的代碼。
數(shù)字營銷
對(duì)于尚未上市的新產(chǎn)品,通過發(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。
數(shù)字孿生對(duì)制造企業(yè)的應(yīng)用價(jià)值
IDC在2018年5月發(fā)表的《數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)》報(bào)告中指出,到 2020 年底,65%的制造企業(yè)將利用數(shù)字孿生運(yùn)營產(chǎn)品和/或資產(chǎn),降低質(zhì)量缺陷成本和服務(wù)交付成本 25%。
產(chǎn)品數(shù)字孿生應(yīng)用的價(jià)值是通過虛實(shí)融合、虛實(shí)映射,持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品的性能、為客戶提供更好的體驗(yàn),提高產(chǎn)品運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性,提升產(chǎn)品運(yùn)行的“健康度”,在此基礎(chǔ)上提升產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),通過對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝等各方面的改進(jìn),降低產(chǎn)品成本,幫助企業(yè)提高盈利能力;而工廠數(shù)字孿生應(yīng)用的價(jià)值主要體現(xiàn)在構(gòu)建透明工廠,提升工廠的運(yùn)營管理水平,提高整體OEE,降低能耗,促進(jìn)安全生產(chǎn)等方面。要真正實(shí)現(xiàn)工廠數(shù)字孿生應(yīng)用的價(jià)值,需要裝備用戶企業(yè)和裝備制造企業(yè)進(jìn)行深層次的合作。
GE公司對(duì)數(shù)字孿生的應(yīng)用價(jià)值給出了一段經(jīng)典描述:數(shù)字孿生通過海量的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、維修、在線傳感器及運(yùn)營數(shù)據(jù)來建立和獲取信息,運(yùn)用一系列高保真的計(jì)算和基于物理實(shí)體的模型,以及高級(jí)分析方法來預(yù)測(cè)資產(chǎn)設(shè)備在其全生命周期的健康和績(jī)效。數(shù)字孿生模型的準(zhǔn)確程度隨著時(shí)間推移,通過更多數(shù)據(jù)來對(duì)模型進(jìn)行精煉,以及類似設(shè)備部署其數(shù)字孿生應(yīng)用而提升。模型隨著數(shù)據(jù)的持續(xù)采集而不斷修正。數(shù)字孿生模型提供了設(shè)備的詳細(xì)知識(shí),預(yù)測(cè)對(duì)各種可能場(chǎng)景的應(yīng)對(duì)情況,并作為實(shí)時(shí)參照來構(gòu)建各種應(yīng)用系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化各類服務(wù),提高績(jī)效和效率,改善運(yùn)維、供應(yīng)鏈和業(yè)務(wù)運(yùn)營等業(yè)務(wù)價(jià)值。
數(shù)字孿生技術(shù)最早的倡導(dǎo)者之一,NASA國家先進(jìn)制造中心主任John Vickers認(rèn)為:“數(shù)字孿生模型的最終目標(biāo)是在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建、測(cè)試和生產(chǎn)所需設(shè)備。只有當(dāng)它滿足我們的需求時(shí),才進(jìn)行實(shí)體生產(chǎn)。然后,又將實(shí)體生產(chǎn)過程通過傳感器傳遞給數(shù)字孿生模型,以確保數(shù)字孿生模型包含我們對(duì)實(shí)體產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)所能夠獲得的所有信息?!?/p>
另一篇GE發(fā)表于2015年的文章指出:數(shù)字孿生模型的優(yōu)勢(shì)是通過結(jié)合從設(shè)計(jì)到實(shí)時(shí)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)等相關(guān)信息,來對(duì)設(shè)備在全生命周期進(jìn)行優(yōu)化。不僅可以降低原型設(shè)計(jì)或制造的成本,而且可以通過將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)字孿生模型進(jìn)行分析,從而預(yù)測(cè)故障,降低維護(hù)成本,減少停機(jī)時(shí)間。
數(shù)字孿生的推進(jìn)策略
數(shù)字孿生是制造業(yè)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造的戰(zhàn)略舉措和現(xiàn)實(shí)途徑之一。對(duì)于制造企業(yè)而言,推進(jìn)數(shù)字孿生應(yīng)用需要建立明確的目標(biāo),以價(jià)值為導(dǎo)向,建立跨部門的推進(jìn)組織,結(jié)合IT、自動(dòng)化、研發(fā)、仿真、工藝、測(cè)試、設(shè)備運(yùn)維等部門的團(tuán)隊(duì),并引入專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu),務(wù)實(shí)推進(jìn)。
數(shù)字孿生應(yīng)用是IT/OT融合的典型應(yīng)用,要實(shí)現(xiàn)虛實(shí)映射,需要搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),明確應(yīng)用對(duì)象的重點(diǎn)是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品,還是工廠,抑或是供應(yīng)鏈;面向產(chǎn)品的數(shù)字孿生應(yīng)用重點(diǎn)是支持產(chǎn)品研發(fā)、市場(chǎng)推廣還是運(yùn)營維護(hù);面向工廠的數(shù)字孿生應(yīng)用重點(diǎn)是工廠或產(chǎn)線建設(shè)期間的虛擬調(diào)試,還是工廠運(yùn)營階段的可視化與優(yōu)化。同時(shí),企業(yè)需要建立全三維設(shè)計(jì)、仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和組織體系。推進(jìn)數(shù)字孿生需要制定整體規(guī)劃,但結(jié)合具體目標(biāo),分步實(shí)施,不能搞“大而全”的應(yīng)用。推進(jìn)數(shù)字孿生應(yīng)用必須合理把控風(fēng)險(xiǎn)。
埃森哲《數(shù)字孿生:打造生力產(chǎn)品,重塑客戶體驗(yàn)》白皮書提出了推進(jìn)數(shù)字孿生應(yīng)用的四個(gè)階段。
在數(shù)字孿生的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,不可能,也沒有必要盲目追求所有數(shù)字孿生模型的“高保真”。因?yàn)楸U娑鹊奶嵘馕吨鴺?gòu)建數(shù)字孿生模型的難度和成本的大幅度提升,同時(shí),對(duì)數(shù)字孿生模型進(jìn)行分析的復(fù)雜性和耗時(shí)也會(huì)迅速攀升。數(shù)字孿生模型越復(fù)雜,也就越難以實(shí)現(xiàn)虛實(shí)映射的實(shí)時(shí)性。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,對(duì)所有零部件的多物理場(chǎng)都進(jìn)行復(fù)雜的三維仿真耗時(shí)很長(zhǎng),往往會(huì)進(jìn)行降階處理,通過一維仿真對(duì)產(chǎn)品的整體性能進(jìn)行分析。因此,企業(yè)需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和性能價(jià)格比來選擇構(gòu)建不同保真度的數(shù)字孿生模型。
數(shù)字孿生在制造業(yè)的應(yīng)用前景展望
數(shù)字孿生是一個(gè)既具有前瞻性,又易于被各界理解的創(chuàng)新理念,數(shù)字孿生這個(gè)術(shù)語本身的“生命周期”會(huì)很長(zhǎng),而不是短期流行的時(shí)髦詞匯。數(shù)字孿生理念經(jīng)過概念炒作階段之后,會(huì)逐漸走向務(wù)實(shí)推進(jìn)的階段。
目前,圍繞數(shù)字孿生技術(shù)的討論更多地還集中在概念探討階段,我國制造企業(yè)真正開展的實(shí)際應(yīng)用還處于初期階段。正如前一階段各方面熱議,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)缺乏“殺手級(jí)”應(yīng)用一樣,企業(yè)也應(yīng)該在產(chǎn)品數(shù)字孿生和工廠數(shù)字孿生領(lǐng)域找到自己的“殺手級(jí)”應(yīng)用。
即使沒有數(shù)字孿生,很多裝備制造企業(yè)也已經(jīng)開始通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))平臺(tái),對(duì)正在服役的裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,并利用工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。那么,通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合,可以進(jìn)一步通過對(duì)這些裝備運(yùn)行過程的實(shí)時(shí)仿真和優(yōu)化,提升設(shè)備運(yùn)行績(jī)效,避免異常事故。同樣,即使沒有數(shù)字孿生,很多制造企業(yè)也在建設(shè)生產(chǎn)監(jiān)控與指揮系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠的可視化、透明化。那么,通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)映射,可以更加精準(zhǔn)地把控工廠、車間、產(chǎn)線和設(shè)備的生產(chǎn)、能耗、質(zhì)量、物流供應(yīng)的實(shí)時(shí)狀態(tài),從而提升工廠的運(yùn)行績(jī)效,避免設(shè)備非計(jì)劃性停機(jī)。因此,數(shù)字孿生應(yīng)用給制造企業(yè)帶來的價(jià)值是實(shí)實(shí)在在的。
筆者建議,制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織針對(duì)數(shù)字孿生的培訓(xùn),深入研究數(shù)字孿生的理念、數(shù)字孿生相關(guān)產(chǎn)品和解決方案,結(jié)合自身的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需求,找到數(shù)字孿生應(yīng)用的突破口。在此基礎(chǔ)上,制定數(shù)字孿生應(yīng)用規(guī)劃。
數(shù)字孿生應(yīng)用,長(zhǎng)路漫漫,但路就在腳下!從數(shù)字孿生應(yīng)用中獲益的機(jī)會(huì),屬于有準(zhǔn)備的企業(yè)!