數字經濟(ji)是繼(ji)農業經濟(ji)、工業經濟(ji)之后(hou),隨著信(xin)息技術革命發展而產(chan)生的(de)一(yi)種(zhong)新的(de)經濟(ji)形態(tai),代表著新經濟(ji)的(de)生命力,并已成(cheng)為經濟(ji)增長(chang)的(de)主要(yao)動力源泉(quan)和轉型升級(ji)的(de)重(zhong)要(yao)驅動力,也是全球新一(yi)輪產(chan)業競爭的(de)制高點。
大力發(fa)展(zhan)數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟已經(jing)成為國(guo)家實施大數(shu)(shu)據(ju)戰略(lve)、助推(tui)經(jing)濟高(gao)質量發(fa)展(zhan)的(de)重要抓手。數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟在穩(wen)增長、調結構、促(cu)轉型中已發(fa)揮引領作(zuo)用(yong)。目前,我國(guo)數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟總體(ti)框(kuang)架已基本構建,具體(ti)政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)體(ti)系將加速成型。其(qi)中,“互聯(lian)網+”高(gao)質量發(fa)展(zhan)的(de)政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)體(ti)系正(zheng)醞釀出臺。這一政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)體(ti)系包括數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟整(zheng)體(ti)發(fa)展(zhan)促(cu)進政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)、規制或治理政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)、相關(guan)環境政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce),以(yi)及(ji)大數(shu)(shu)據(ju)、人工(gong)智能、云計算等(deng)數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟重要行業發(fa)展(zhan)相關(guan)政(zheng)(zheng)策(ce)(ce)(ce)。圍繞(rao)“互聯(lian)網+”及(ji)數(shu)(shu)字(zi)(zi)經(jing)濟的(de)系列重大工(gong)程(cheng)或接續展(zhan)開。
隨著(zhu)數字(zi)(zi)經濟產業如火如荼(tu)地發展,互聯(lian)網、大數據、人工智能等新技術(shu)越來越深入人們的(de)(de)日(ri)常生活。人們投(tou)入到社(she)交網絡、網絡游戲、電子商務、數字(zi)(zi)辦公中的(de)(de)時間(jian)不(bu)斷增多,個人也越來越多地以(yi)數字(zi)(zi)身份(fen)出(chu)現在社(she)會生活中。可以(yi)想象(xiang),除去睡眠等占用的(de)(de)無效時間(jian),如果(guo)人類(lei)每天在數字(zi)(zi)世界活動的(de)(de)時間(jian)超(chao)過了有效時間(jian)的(de)(de)50%,那么人類(lei)的(de)(de)數字(zi)(zi)化(hua)身份(fen)會比物理世界的(de)(de)身份(fen)更真(zhen)實有效。
目(mu)前,互聯網(wang)、大數(shu)據(ju)、人(ren)工(gong)智(zhi)能等新技(ji)術(shu)越(yue)來(lai)越(yue)深入人(ren)們的日常生活(huo)。人(ren)們投入到社(she)交網(wang)絡、網(wang)絡游戲、電子商務、數(shu)字辦(ban)公中(zhong)的時間不斷增多,個人(ren)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)多地以(yi)數(shu)字身份出現在社(she)會生活(huo)中(zhong)。
可以想象,除去睡眠等占(zhan)用的無效(xiao)時(shi)間,如果人(ren)類(lei)每(mei)天在數(shu)(shu)字(zi)世界(jie)活動的時(shi)間超過(guo)(guo)有(you)效(xiao)時(shi)間的50%,那(nei)么人(ren)類(lei)的數(shu)(shu)字(zi)化身份會(hui)比物理世界(jie)的身份更真實有(you)效(xiao)。在過(guo)(guo)去的幾年里,物聯網領域一直流行著一個新的術語:數(shu)(shu)字(zi)孿生(Digital Twin)。
我們再(zai)來想象一下未(wei)來:當宇航員在遙(yao)遠的外太(tai)空執行一項緊(jin)急的艙外修復任務,沒有(you)時間和空間進行預演,也沒有(you)經驗可借鑒。環(huan)境極度危險,機會只有(you)一次,怎么辦?
這時,我們的宇航(hang)員不(bu)慌不(bu)忙,將(jiang)操(cao)(cao)作(zuo)涉及的各(ge)項參數(shu)、外部(bu)環(huan)境、時間(jian)、溫度等(deng)整合(he)在一(yi)起,模擬出(chu)一(yi)個和(he)現實(shi)(shi)一(yi)模一(yi)樣的虛擬環(huan)境,并對其進行反復實(shi)(shi)驗(yan),直到找出(chu)*的操(cao)(cao)作(zuo)方式和(he)流程。然后將(jiang)這套*方案輸入到要執行任務的太空機器人程序(xu)中(zhong),用最*合(he)理的操(cao)(cao)作(zuo)在規(gui)定時間(jian)內完成艙外修復任務,將(jiang)危險和(he)失誤降到*。
其(qi)實(shi),這些(xie)已不再(zai)遙遠,科幻片中的“數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)”正快速(su)地成為(wei)現(xian)實(shi)。聽(ting)起來神(shen)一般的“數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)”到底是什(shen)么(me)(me)(me)(me)?它可(ke)以實(shi)現(xian)什(shen)么(me)(me)(me)(me)樣的功能?又(you)可(ke)以為(wei)企業帶來什(shen)么(me)(me)(me)(me)樣的效益?如何(he)創建數(shu)(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)?目(mu)前(qian)它在哪(na)些(xie)實(shi)際應用領域發揮著什(shen)么(me)(me)(me)(me)樣的作用呢?
通俗來(lai)(lai)講,數(shu)字孿生是(shi)指針(zhen)對(dui)物(wu)理世界中(zhong)的(de)(de)物(wu)體(ti),通過數(shu)字化的(de)(de)手段(duan)構建一個在(zai)數(shu)字世界中(zhong)一模(mo)一樣的(de)(de)實(shi)體(ti),借此來(lai)(lai)實(shi)現對(dui)物(wu)理實(shi)體(ti)的(de)(de)了解(jie)、分析(xi)(xi)和(he)優(you)化。從更加專(zhuan)業的(de)(de)角度來(lai)(lai)說,數(shu)字孿生集成了人(ren)工(gong)智能(AI)和(he)機器(qi)學習(xi)(ML)等(deng)技術,將數(shu)據、算法和(he)決策分析(xi)(xi)結合(he)在(zai)一起(qi),建立模(mo)擬,即物(wu)理對(dui)象的(de)(de)虛擬映射(she),在(zai)問題發(fa)生之前先發(fa)現問題,監控(kong)物(wu)理對(dui)象在(zai)虛擬模(mo)型(xing)中(zhong)的(de)(de)變化,診斷基于人(ren)工(gong)智能的(de)(de)多(duo)維數(shu)據復雜處理與異常分析(xi)(xi),并預測潛(qian)在(zai)風險,合(he)理有效地規劃(hua)或(huo)對(dui)相關(guan)設(she)備(bei)進行維護。
數字(zi)孿(luan)生是形成物(wu)理世(shi)界(jie)中某一(yi)生產流(liu)程(cheng)(cheng)的模型及其在(zai)數字(zi)世(shi)界(jie)中的數字(zi)化鏡像的過(guo)程(cheng)(cheng)和方法(fa)。
數字孿生(sheng)有(you)五大驅動要(yao)素物理世界的傳感器、數據、集成、分析和(he)促動器,以及持續更新的數字孿生(sheng)應用程序(xu)。
傳感(gan)器(qi)(qi) 生產流程(cheng)中配置的傳感(gan)器(qi)(qi)可(ke)以發出信號(hao),數字孿生可(ke)通過信號(hao)獲取與(yu)實際流程(cheng)相(xiang)關(guan)的運(yun)營(ying)和環(huan)境數據。
數(shu)(shu)據(ju) 傳感器提供的實際(ji)運(yun)營和環境數(shu)(shu)據(ju)將在(zai)聚合(he)后與企(qi)業數(shu)(shu)據(ju)合(he)并。企(qi)業數(shu)(shu)據(ju)包括(kuo)物料清單、企(qi)業系(xi)統和設計規范(fan)等,其他類型的數(shu)(shu)據(ju)包括(kuo)工(gong)程圖(tu)紙、外部數(shu)(shu)據(ju)源及(ji)客戶(hu)投訴記(ji)錄等。
集(ji)(ji)成(cheng) 傳(chuan)感器(qi)通過集(ji)(ji)成(cheng)技術(包括邊緣(yuan)、通信(xin)接口(kou)和(he)安全)達成(cheng)物(wu)理世界與數(shu)(shu)字世界之間(jian)的數(shu)(shu)據傳(chuan)輸。
分(fen)析 數(shu)字孿生(sheng)利用分(fen)析技術開展算法模(mo)擬和可視(shi)化程(cheng)序(xu),進而分(fen)析數(shu)據(ju)、提供洞見,建立物理(li)實體和流(liu)程(cheng)的準(zhun)實時數(shu)字化模(mo)型。數(shu)字孿生(sheng)能(neng)夠識(shi)別不同(tong)層面偏離理(li)想狀(zhuang)態的異常情況。
5.促(cu)動(dong)器 若確(que)定(ding)應當采取行動(dong),則數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生將在(zai)(zai)人工干(gan)預的情況下通過(guo)促(cu)動(dong)器展開(kai)實(shi)際行動(dong),推進實(shi)際流程(cheng)的開(kai)展。當然,在(zai)(zai)實(shi)際操作中,流程(cheng)(或物理(li)實(shi)體)及其數(shu)(shu)字(zi)(zi)虛(xu)擬鏡像明顯比(bi)簡單的模型(xing)或結構要(yao)復雜(za)得(de)多(duo)。
“工業4.0”術語編寫組對數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿生(sheng)的(de)(de)定義(yi)是:利(li)用先進建模和仿真工具構建的(de)(de),覆蓋(gai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)全(quan)生(sheng)命(ming)周期與價(jia)(jia)值(zhi)(zhi)鏈(lian),從(cong)基礎材料、設(she)計、工藝、制造(zao)及(ji)使(shi)用維護全(quan)部環節,集成并驅動以(yi)統(tong)一的(de)(de)模型(xing)為核心(xin)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)設(she)計、制造(zao)和保障(zhang)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)化數(shu)(shu)據流。通過分析這些(xie)概念可以(yi)發現(xian),數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)紐帶為產(chan)(chan)品(pin)(pin)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿生(sheng)體提供訪問、整合和轉(zhuan)換能(neng)力,其目(mu)標是貫通產(chan)(chan)品(pin)(pin)全(quan)生(sheng)命(ming)周期和價(jia)(jia)值(zhi)(zhi)鏈(lian),實(shi)現(xian)全(quan)面追溯、雙向共享/交互信息、價(jia)(jia)值(zhi)(zhi)鏈(lian)協同。
從根本上講,數(shu)字(zi)孿生是(shi)以(yi)數(shu)字(zi)化的(de)形式對(dui)某一(yi)物(wu)理實體過去和目前的(de)行為或流程進行動態(tai)呈現,有助于提(ti)升企業(ye)績效。
伴隨(sui)著數(shu)字(zi)(zi)(zi)孿生(sheng)(sheng)的(de)(de)發展(zhan),*空軍研究實(shi)驗(yan)室和*國家航空航天局(ju)同(tong)時提(ti)出了數(shu)字(zi)(zi)(zi)紐帶(Digital Thread,也譯為數(shu)字(zi)(zi)(zi)主線(xian)、數(shu)字(zi)(zi)(zi)線(xian)程、數(shu)字(zi)(zi)(zi)線(xian)、數(shu)字(zi)(zi)(zi)鏈等)的(de)(de)概念。數(shu)字(zi)(zi)(zi)紐帶是一種(zhong)可擴展(zhan)、可配置的(de)(de)企業(ye)級(ji)分析框架,在整個系統的(de)(de)生(sheng)(sheng)命周期中,通過提(ti)供(gong)訪問、整合及(ji)將(jiang)不同(tong)的(de)(de)、分散的(de)(de)數(shu)據轉換為可操作信息的(de)(de)能力來通知決策制定者。
數字紐帶可無縫加速企業數據信息知識系統中的權威/發(fa)布數據、信息和知識之間的可控制的相(xiang)互(hu)作用,并(bing)允許(xu)在能力規劃和分析(xi)、初步設(she)計(ji)、詳細設(she)計(ji)、制造(zao)、測試及(ji)維(wei)護采集階段動態實時評估(gu)產品(pin)在目前和未來提(ti)供決(jue)策(ce)的能力。
數(shu)字(zi)紐帶也是一(yi)個允(yun)許可連(lian)接數(shu)據流的通信(xin)框架,并提(ti)供(gong)一(yi)個包含系統全生命周期各(ge)階段孤(gu)立(li)功能(neng)的集(ji)成視圖。數(shu)字(zi)紐帶為在正確(que)的時(shi)間將(jiang)正確(que)的信(xin)息傳遞到正確(que)的地方(fang)提(ti)供(gong)了條件,使系統全生命周期各(ge)環(huan)節的模型能(neng)夠實時(shi)進行關鍵數(shu)據的雙向同步和溝通。
通過分析和(he)對比數字孿生(sheng)和(he)數字紐(niu)(niu)帶的(de)(de)定義可以(yi)發(fa)現,數字孿生(sheng)體是對象、模(mo)型和(he)數據,而數字紐(niu)(niu)帶是方(fang)法、通道(dao)、鏈接和(he)接口(kou),數字孿生(sheng)體的(de)(de)相關信息是通過數字紐(niu)(niu)帶進(jin)行交(jiao)換、處理(li)的(de)(de)。以(yi)產(chan)品設計和(he)制造(zao)過程為例,產(chan)品數字孿生(sheng)體與數字紐(niu)(niu)帶的(de)(de)關系。
簡單地說(shuo),數字(zi)紐帶貫穿(chuan)了(le)產品(pin)全生命周(zhou)期,尤(you)其是產品(pin)設計、生產、運維(wei)的(de)無縫(feng)集成;而產品(pin)數字(zi)孿生體更像是智能產品(pin)的(de)映射,它強(qiang)調的(de)是從產品(pin)運維(wei)到(dao)產品(pin)設計的(de)回饋。產品(pin)數字(zi)孿生體是物理產品(pin)的(de)數字(zi)化影子(zi),通(tong)過(guo)與外界傳感(gan)器(qi)的(de)集成,反(fan)映對象從微觀(guan)(guan)到(dao)宏觀(guan)(guan)的(de)所有(you)特性(xing),展示(shi)產品(pin)的(de)生命周(zhou)期的(de)演進(jin)過(guo)程(cheng)。
當然,不止產(chan)(chan)(chan)品(pin),生(sheng)產(chan)(chan)(chan)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)系統(生(sheng)產(chan)(chan)(chan)設備、生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線)和(he)使用維護中的(de)系統也要按需建立產(chan)(chan)(chan)品(pin)數字孿生(sheng)體(ti)。
“孿生體/雙胞胎”概念在制造(zao)領域(yu)的(de)(de)(de)使用,最早可(ke)追(zhui)溯(su)到*國(guo)家航空(kong)(kong)航天局(ju)(NASA)的(de)(de)(de)阿(a)波(bo)羅項目。在該項目中,NASA需要(yao)制造(zao)兩(liang)個完(wan)全一樣的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)飛行(xing)器(qi),留在地球上的(de)(de)(de)飛行(xing)器(qi)被稱為“孿生體”,用來反映(或做鏡(jing)像(xiang))正在執行(xing)任務的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)飛行(xing)器(qi)的(de)(de)(de)狀態。
在(zai)(zai)飛(fei)行準(zhun)備期間(jian),被稱為“孿(luan)生(sheng)體(ti)”的(de)空間(jian)飛(fei)行器被廣泛應用于訓練;在(zai)(zai)任務執行期間(jian),利用該“孿(luan)生(sheng)體(ti)”在(zai)(zai)地球(qiu)上(shang)的(de)*仿太空模型中進行仿真試驗(yan),并盡可能*地反映和預(yu)測正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)執行任務的(de)空間(jian)飛(fei)行器的(de)狀(zhuang)態,從(cong)而輔助太空軌道上(shang)的(de)航天員在(zai)(zai)緊急情況(kuang)下做出最正(zheng)(zheng)確(que)的(de)決策。
從(cong)這(zhe)個(ge)角度可(ke)以(yi)看出,“孿生體”實(shi)(shi)際上是通過(guo)仿(fang)真實(shi)(shi)時反映對(dui)象的(de)真實(shi)(shi)運行情(qing)況的(de)樣機(ji)或模型。它具有兩個(ge)顯著特點:
“孿生體”與其所要反映的(de)對象在外(wai)表(指(zhi)產品(pin)的(de)幾何形狀和尺寸)、內(nei)容(rong)(指(zhi)產品(pin)的(de)結構組成及(ji)其宏(hong)觀(guan)、微觀(guan)物理(li)特(te)性)和性質(指(zhi)產品(pin)的(de)功能(neng)和性能(neng))上基本完全一樣。
(2)允(yun)許通過仿(fang)真等方式來(lai)鏡像(xiang)/反映對(dui)象的真實運行情況(kuang)/狀態。需要指出的是,此時的“孿生(sheng)體”還是實物。
數字孿生能為企(qi)業做什么?
技術的(de)(de)發展(zhan)歷來逃不開(kai)一個重要(yao)命題,那(nei)就是能否為企業(ye)創(chuang)造實際價值。過去,創(chuang)建數字孿(luan)生體(ti)的(de)(de)成本高昂,且收(shou)效甚微。隨(sui)著(zhu)存儲與計算成本日益(yi)走低,數字孿(luan)生的(de)(de)應(ying)用案例(li)與潛在收(shou)益(yi)大幅上漲,并(bing)轉而提(ti)升商業(ye)價值。
在探析數(shu)字孿生(sheng)的(de)商(shang)(shang)業(ye)價值時,企業(ye)須重點考慮(lv)戰略績(ji)(ji)效與市場動態(tai)的(de)相關問題(ti),包括持續提升(sheng)產(chan)品績(ji)(ji)效、加快設計周(zhou)期、發(fa)掘(jue)新的(de)潛(qian)在收入(ru)來源,以及優化保(bao)修成本管理。可根據這(zhe)些戰略問題(ti),開發(fa)相應的(de)應用程序,借(jie)助數(shu)字孿生(sheng)創(chuang)造(zao)廣泛的(de)商(shang)(shang)業(ye)價值。如表1-1所示,列舉(ju)了數(shu)字孿生(sheng)各種類型的(de)商(shang)(shang)業(ye)價值。
除(chu)了上(shang)述商業價(jia)值領(ling)域,數(shu)字孿生還可協助制造企(qi)(qi)業構建關鍵績(ji)效指標(biao)。綜合而言,數(shu)字孿生可用(yong)于諸多應用(yong)程序,以提升商業價(jia)值,并從根本上(shang)推動企(qi)(qi)業開展業務轉型。
其所產生的(de)價值(zhi)可運(yun)用切(qie)實結果予以檢(jian)測(ce),而這些結果則可追溯至(zhi)企(qi)業關鍵指標。如今,數字孿生越來越被(bei)各大廠商重(zhong)視(shi),并作為一(yi)種服務企(qi)業的(de)解決方案(an)和手(shou)段,可見(jian)其潛力巨大。
(1)模擬、監控、診斷、預(yu)測和(he)控制(zhi)產(chan)品在現實(shi)環境中的形成過程和(he)行為(wei)。
(2)從根本上推進產品全生命周期(qi)高效協同并驅動持續創新。
ANSYS公司作為仿(fang)(fang)真領域的領導者,通過(guo)與通用(yong)電氣密切合作,將其仿(fang)(fang)真軟件與通用(yong)電氣的工業(ye)數據及分析(xi)云端平臺(tai)Predix進行集成,仿(fang)(fang)真能(neng)力(li)(li)與數據分析(xi)功(gong)能(neng)的結合能(neng)夠幫(bang)助企業(ye)獲得戰略性的洞察(cha)力(li)(li)信息。
通用電氣為(wei)每(mei)(mei)個(ge)引(yin)擎、每(mei)(mei)個(ge)渦輪、每(mei)(mei)臺核磁共振(zhen)制造(zao)一個(ge)數字(zi)孿(luan)生體,通過(guo)擬真的(de)數字(zi)化(hua)模型在(zai)虛擬空(kong)間(jian)進行調試、試驗(yan),即(ji)可知道如何讓機器效率達到(dao)最高,然后將(jiang)最優化(hua)的(de)方案應用于(yu)實體模型上。
(3)數字化產(chan)品全生(sheng)命周期檔案為(wei)全過程(cheng)追(zhui)溯和持續改進研發奠定了(le)數據基礎。
(4)創造(zao)價值趨向無限(xian)。利(li)用數(shu)字孿生(sheng),任(ren)何制造(zao)商都可以在數(shu)據驅(qu)動(dong)的虛擬環境中(zhong)進行創建、生(sheng)成、測試和驗證,這(zhe)種能(neng)力將(jiang)成為(wei)其在未來若(ruo)干年(nian)內的核心競(jing)爭(zheng)力。
自數(shu)字孿生(sheng)的(de)(de)概念被提出以來(lai),其技術在不斷地快(kuai)速演化,無(wu)論是(shi)對產品的(de)(de)設計、制(zhi)造還是(shi)服務(wu),都產生(sheng)了(le)巨大的(de)(de)推動(dong)作用。今天的(de)(de)數(shu)字化技術正在不斷地改變每一個企(qi)業。
未(wei)來所有的(de)企業(ye)都將(jiang)數字(zi)(zi)(zi)化(hua),這不只是(shi)(shi)要(yao)求(qiu)企業(ye)開(kai)發(fa)出具備數字(zi)(zi)(zi)化(hua)特征(zheng)的(de)產品(pin)(pin),更是(shi)(shi)指(zhi)通(tong)過數字(zi)(zi)(zi)化(hua)手(shou)(shou)段(duan)改變(bian)整個產品(pin)(pin)全生命(ming)(ming)周(zhou)期流程(cheng),并通(tong)過數字(zi)(zi)(zi)化(hua)的(de)手(shou)(shou)段(duan)連接(jie)企業(ye)的(de)內(nei)部和外(wai)部環(huan)境。產品(pin)(pin)全生命(ming)(ming)周(zhou)期的(de)縮短、產品(pin)(pin)定制化(hua)程(cheng)度(du)的(de)加強及企業(ye)必須同(tong)上下游建(jian)立起協同(tong)的(de)生態環(huan)境,都迫(po)使(shi)企業(ye)不得不采取數字(zi)(zi)(zi)化(hua)的(de)手(shou)(shou)段(duan)來加速(su)產品(pin)(pin)的(de)開(kai)發(fa)速(su)度(du),提(ti)高(gao)生產、服務的(de)有效性,以及提(ti)高(gao)企業(ye)內(nei)外(wai)部環(huan)境的(de)開(kai)放性。
數(shu)字孿(luan)生(sheng)同(tong)沿用(yong)了幾(ji)十年的(de)、基(ji)于經驗的(de)傳統設計(ji)和制(zhi)造理念相去甚(shen)遠,使設計(ji)人員可(ke)以不用(yong)通過開(kai)發實際的(de)物理原型來(lai)驗證(zheng)設計(ji)理念,不用(yong)通過復雜的(de)物理實驗來(lai)驗證(zheng)產品的(de)可(ke)靠性,不需(xu)要進行小批量試制(zhi)就可(ke)以直(zhi)接(jie)預測(ce)生(sheng)產瓶頸,甚(shen)至(zhi)不需(xu)要去現場(chang)就可(ke)以洞悉銷售給客戶的(de)產品運行情況(kuang)。
因此,這(zhe)(zhe)種數(shu)字化(hua)轉變對傳統(tong)工(gong)業企(qi)業來說可能(neng)(neng)(neng)非常難(nan)以改變及適應,但這(zhe)(zhe)種方(fang)式確實是先進(jin)的(de)(de)、契合科技發(fa)展方(fang)向(xiang)的(de)(de),無疑將貫穿(chuan)產(chan)品(pin)的(de)(de)生(sheng)命周期,不僅可以加速產(chan)品(pin)的(de)(de)開發(fa)過程,提高開發(fa)和(he)(he)生(sheng)產(chan)的(de)(de)有效(xiao)性和(he)(he)經濟性,更能(neng)(neng)(neng)有效(xiao)地(di)了解產(chan)品(pin)的(de)(de)使(shi)用(yong)情況并幫助(zhu)客戶(hu)避免損失,還能(neng)(neng)(neng)精準(zhun)地(di)將客戶(hu)的(de)(de)真實使(shi)用(yong)情況反饋到設(she)計端,實現產(chan)品(pin)的(de)(de)有效(xiao)改進(jin)。而所有的(de)(de)這(zhe)(zhe)一切,都(dou)需要企(qi)業具備完整(zheng)的(de)(de)數(shu)字化(hua)能(neng)(neng)(neng)力,而其中的(de)(de)基礎就是數(shu)字孿生(sheng)。
更(geng)便捷,更(geng)適合創(chuang)新(xin)。數(shu)(shu)(shu)字孿(luan)生通過(guo)設(she)計(ji)工具(ju)、仿真(zhen)工具(ju)、物聯網、虛擬(ni)現實(shi)(shi)等各(ge)種數(shu)(shu)(shu)字化(hua)的(de)(de)手段,將(jiang)物理(li)(li)設(she)備(bei)的(de)(de)各(ge)種屬(shu)性映射(she)到虛擬(ni)空(kong)間中,形成可(ke)(ke)拆解(jie)、可(ke)(ke)復制(zhi)(zhi)、可(ke)(ke)轉移、可(ke)(ke)修改(gai)、可(ke)(ke)刪除、可(ke)(ke)重復操(cao)作(zuo)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字鏡像,這極大加速了(le)操(cao)作(zuo)人(ren)(ren)員對物理(li)(li)實(shi)(shi)體的(de)(de)了(le)解(jie),可(ke)(ke)以讓(rang)很多原(yuan)來由于(yu)物理(li)(li)條件限制(zhi)(zhi)、必須依(yi)賴于(yu)真(zhen)實(shi)(shi)的(de)(de)物理(li)(li)實(shi)(shi)體而無法完成的(de)(de)操(cao)作(zuo)方式(如模(mo)擬(ni)仿真(zhen)、批量(liang)復制(zhi)(zhi)、虛擬(ni)裝配(pei)等)成為觸手可(ke)(ke)及的(de)(de)工具(ju),更(geng)能激(ji)發人(ren)(ren)們去(qu)探索新(xin)的(de)(de)途徑來優化(hua)設(she)計(ji)、制(zhi)(zhi)造(zao)和服務(wu)。
更全面的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)。只(zhi)要能夠(gou)(gou)測(ce)量(liang)(liang),就能夠(gou)(gou)改善(shan),這是(shi)(shi)(shi)工(gong)業領域不變的(de)(de)(de)(de)真(zhen)理。無(wu)(wu)論是(shi)(shi)(shi)設(she)計、制(zhi)造還是(shi)(shi)(shi)服務(wu),都需要*地測(ce)量(liang)(liang)物(wu)理實體的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)屬性、參數(shu)(shu)和(he)運(yun)行狀(zhuang)態,以實現精(jing)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)分析和(he)優化。但是(shi)(shi)(shi)傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)方法(fa)(fa)必須依賴(lai)價格昂貴的(de)(de)(de)(de)物(wu)理測(ce)量(liang)(liang)工(gong)具,如傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、采集系(xi)(xi)統(tong)、檢測(ce)系(xi)(xi)統(tong)等,才能夠(gou)(gou)得到(dao)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)結果,而(er)這無(wu)(wu)疑(yi)會限制(zhi)測(ce)量(liang)(liang)覆(fu)蓋的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍,對于很多(duo)無(wu)(wu)法(fa)(fa)直接(jie)采集的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)值的(de)(de)(de)(de)指標(biao)往往愛莫能助(zhu)(zhu)。而(er)數(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)則可以借(jie)助(zhu)(zhu)物(wu)聯網和(he)大數(shu)(shu)據(ju)技術,通(tong)(tong)過(guo)采集有(you)(you)限的(de)(de)(de)(de)物(wu)理傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)指標(biao)的(de)(de)(de)(de)直接(jie)數(shu)(shu)據(ju),并借(jie)助(zhu)(zhu)大樣本庫(ku),通(tong)(tong)過(guo)機(ji)器(qi)(qi)學習推測(ce)出(chu)一(yi)些原本無(wu)(wu)法(fa)(fa)直接(jie)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)指標(biao)。例如,可以利用(yong)潤滑油溫度、繞組(zu)溫度、轉(zhuan)子扭矩等一(yi)系(xi)(xi)列指標(biao)的(de)(de)(de)(de)歷史數(shu)(shu)據(ju),通(tong)(tong)過(guo)機(ji)器(qi)(qi)學習來構建不同(tong)的(de)(de)(de)(de)故障特(te)征模型,間接(jie)推測(ce)出(chu)發電(dian)機(ji)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)健康指標(biao)。
更全(quan)面的(de)分(fen)(fen)(fen)析和(he)預(yu)測(ce)能(neng)力。現(xian)有的(de)產品全(quan)生(sheng)命周期管理很少能(neng)夠實(shi)現(xian)精(jing)準預(yu)測(ce),因此往往無法對隱藏在表象下的(de)問題進行預(yu)判。而數(shu)字孿生(sheng)可(ke)以(yi)結合(he)物聯(lian)網的(de)數(shu)據采集、大數(shu)據的(de)處(chu)理和(he)人工智(zhi)能(neng)的(de)建模分(fen)(fen)(fen)析,實(shi)現(xian)對當(dang)前(qian)狀態的(de)評估、對過去發生(sheng)問題的(de)診斷,并(bing)給予分(fen)(fen)(fen)析的(de)結果,模擬各種(zhong)可(ke)能(neng)性,以(yi)及(ji)實(shi)現(xian)對未來趨(qu)勢(shi)的(de)預(yu)測(ce),進而實(shi)現(xian)更全(quan)面的(de)決策(ce)支持。
經驗的(de)(de)數字化。在傳統的(de)(de)工業設計、制造和服務領域,經驗往往是(shi)(shi)一種捉(zhuo)摸不透的(de)(de)東西,很難將其作為精準判決的(de)(de)數字化依據(ju)。相(xiang)比之(zhi)下(xia),數字孿生技高一籌,它的(de)(de)一大關鍵性進步就是(shi)(shi)可以(yi)通過數字化的(de)(de)手段,將原先無法保存的(de)(de)專家經驗進行數字化,并可以(yi)保存、復制、修改和轉移。
例(li)如(ru),針對大型設備運行過程中出現的(de)(de)(de)各種故障特(te)征,可(ke)以將傳感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)歷(li)史數據(ju)通過機器(qi)(qi)學習訓練(lian)出針對不同故障現象的(de)(de)(de)數字化特(te)征模型,并(bing)結合(he)專家處理的(de)(de)(de)記(ji)錄(lu),使其形成未來對設備故障狀態(tai)進(jin)行精準判決的(de)(de)(de)依據(ju),并(bing)可(ke)針對不同的(de)(de)(de)新形態(tai)的(de)(de)(de)故障進(jin)行特(te)征庫的(de)(de)(de)豐富(fu)和(he)更新,最終形成自治化的(de)(de)(de)智能診斷(duan)和(he)判決。
在數(shu)(shu)字(zi)技(ji)術(shu)賦能(neng)傳(chuan)統行業(ye)(ye)的過程(cheng)中,更多的是本身(shen)就(jiu)是輕運營模(mo)式(shi)的產業(ye)(ye)得以優(you)先完(wan)成(cheng)數(shu)(shu)字(zi)化,使得重模(mo)式(shi)實(shi)體產業(ye)(ye)并沒能(neng)實(shi)現有效轉型(xing)。線(xian)下(xia)業(ye)(ye)務的線(xian)上(shang)管理復雜低效,線(xian)下(xia)信息(xi)實(shi)時異(yi)動不(bu)能(neng)及時反饋給線(xian)上(shang),線(xian)上(shang)與線(xian)下(xia)信息(xi)對接不(bu)上(shang)、業(ye)(ye)務融(rong)合不(bu)完(wan)全。這些問題(ti)都在阻(zu)礙(ai)著數(shu)(shu)字(zi)經濟與傳(chuan)統產業(ye)(ye)相互之間的深度滲透,而如何(he)讓兩者結(jie)合實(shi)現價值*化,就(jiu)成(cheng)了現階段(duan)幫助傳(chuan)統產業(ye)(ye)全面轉型(xing)的首要任務。
在未來(lai),必須深(shen)度打(da)磨(mo)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)技術(shu),讓線(xian)(xian)下(xia)產(chan)品、業(ye)務(wu)充分實現(xian)(xian)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua),以便線(xian)(xian)上(shang)管(guan)理調(diao)配。只有(you)實體(ti)產(chan)業(ye)的(de)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)進程(cheng)足夠深(shen)入,在線(xian)(xian)下(xia)才有(you)可(ke)(ke)能實現(xian)(xian)透明化(hua)(hua)管(guan)理。線(xian)(xian)上(shang)信息的(de)透明化(hua)(hua)一方面能讓消費者通過數(shu)(shu)據(ju)直觀了解產(chan)品信息,另(ling)一方面也能讓線(xian)(xian)上(shang)平臺根據(ju)消費者的(de)數(shu)(shu)據(ju)反饋有(you)效調(diao)配線(xian)(xian)下(xia)業(ye)務(wu)。未來(lai)的(de)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)企業(ye)要(yao)利用互聯網(wang)技術(shu)實現(xian)(xian)操(cao)作(zuo)流程(cheng)可(ke)(ke)視(shi)化(hua)(hua)、產(chan)品可(ke)(ke)追蹤化(hua)(hua)管(guan)理。
2023年5月(yue)5日星期五(wu)于武漢大智(zhi)無界·空中(zhong)小鎮
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