数字双胞胎有助于重塑制造业

在过去的几年里，数字化给我们的日常生活带来了根本性的变化，制造业也不例外。工厂正在改造生产流程，以生产定制产品和系统，并利用关键技术实现生产和供应链的数字化。其中一项改变了制造业面貌的技术就是数字双胞胎模型。

在《福布斯》指出的2017年十大战略技术趋势中，数字双胞胎技术帮助制造商使用了概念化、协作和比较等工具。这些共同构成了下一代解决方案和创新的基础。自从数字双胞胎技术出现以来，制造业所收集的有价值数据的数量以及关于物理和虚拟产品的信息的保真度都出现了巨大的激增。这使得制造商能够超越粘土模型甚至物理原型，帮助弥合虚拟空间和现实空间之间的差距。

分析人士预测，由可操作的实时数据支持的互联产品将以数字双胞胎为代表。随着物联网(IoT)的空前发展，人们突然对这一概念产生了浓厚的兴趣。福布斯指出，到2018年，投资于基于物联网的认知态势感知或操作感知的组织将在关键流程周期时间内提高30%。因此，制造商将能够比较实际和预期的场景，从而做出明智的业务决策。

产品环境随着新的特性需求、严格的监管准则和快速的开发周期而变得越来越复杂。尽管企业喜欢收集大量数据，但它们缺乏全面的数字化计划来从根本上改变自己的能力。

传统的模拟框架通常没有考虑设备老化、故障和失效条件、基于材料特性的磨损和环境。此外，现有的模拟软件包还没有迅速发展。理想的场景是开发一个健壮的路线图，可以准确地预测系统性能、错误发生率，并确定ROI。因此，为了为互联产品和服务奠定基础，数字双胞胎正成为商业上的当务之急。

定义制造生态系统

如今的制造商经常努力应对设计高效产品的挑战。有趣的是，最近的一项调查显示，虽然公司投资于分析，但DevOps仍然是最优先考虑的。(DevOps是开发、运营、软件开发和交付过程的集合体，强调更好的沟通和协作。)采用数字孪生模型的企业可以分析数据并监控系统，以提前发现问题，防止停机。由于模拟新的创新是数字孪生模型的组成部分，因此可以生成“如果”场景，以缩短上市时间，消除成本密集型产品质量问题。

一开始，带有传感器的智能组件收集实时数据，以实现与物理资产的无缝集成。这些组件还连接到基于云的系统，该系统收集和处理传感器监测的操作和环境数据。

数字双胞胎:两种方法

创造数字双胞胎涉及两个关键方法。

1.概述与产品生命周期有关的数字孪生过程和信息要求。

2.创建集成数字和物理资产的实时传感器数据流的技术。

来自传感器的关键输入根据上下文数据进行分析，以确定需要改进的领域。此外，数字见解还应用于为业务创建新的服务。这种下一代模型产生物理对象或过程的不断发展的数字概要，有助于分析传入数据，并确定偏离最佳点的偏差。

创造数字双胞胎

随着工业物联网(IIoT)的不断突出，应用预测分析将成为实现业务目标不可或缺的一部分。工业物联网涉及利用工业数据和使用见解来产生准确的预测。数字双胞胎越来越多地被部署在预测分析中，对这些数据进行分类。

在自动化行业，大多数公司都在使用数字双胞胎进行优化和虚拟调试。但是，他们通常不会将其用于预防性或预测性维护。一个例外是一家美国跨国企业集团的子公司，该公司在去年11月举行的一次会议上创建了蒸汽轮机的数字双胞胎，以强调预测性和规范性维护的可能领域。

美国国家航空航天局已经采用数字双胞胎模型来开发路线图、下一代车辆，并帮助决定新产品的建议。宇宙飞船和空间站的数字双胞胎确保了系统有效运行，机组人员也脱离了危险。这种向并行软件模型的范式转换确保了更高的可靠性和安全性。

拥抱数字双胞胎

根据研究与市场报告，到2022年，85%的物联网平台将采用数字双胞胎，“物联网(IoT)数字双胞胎:物联网实现物理到虚拟映射和管理的市场展望2017-2022”。随后，公司将减少对实体原型的投资，缩短产品上市周期。产品生命周期将变得更加高效。

此外，在制造业领域，预测工程分析(PEA)将利用数字孪生模型来提供运营数据。该模型还被应用于实现闭环产品生命周期管理(PLM)，它简化了数字线程，促进了更智能的企业资产管理。

数字双胞胎模型将很快成为拥有专业技能的用户的代理，包括工程师和制造商。显然，这是模拟、概念化和优化领域的下一个技术浪潮。

Ashok Kumar是工业产品总经理吗L&T技术服务是CFE媒体内容合作伙伴。由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程， CFE传媒，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 数字双胞胎允许在切换之前测试更改。
• 预防或者，预测性维护可以从数字孪生架构中受益。
• IIoT平台正在接受数字双胞胎的使用。

考虑一下这个

会的理由例如，更少或没有停机足以扩大数字双胞胎的使用?

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参见下面链接的其他L&T文章。

更多关于数字双胞胎的信息控制工程．

链接到更多信息《福布斯》和研究及市场，由L&T Technology Services提供。

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