数字的双胞胎

在制造业中,数字双胞胎是制造过程、产品或系统的虚拟表示,用于建模和分析其特征和行为。制造业中的数字双胞胎是使用连接到物理过程、产品或系统上的传感器、软件和其他来源的数据创建的,它们允许工程师和设计师在构建或部署之前在虚拟环境中测试和优化制造过程、产品或系统的性能。数字双胞胎可用于培训、流程优化、产品设计和质量控制,减少了对昂贵且耗时的物理测试的需求。

数字双胞胎文章

使用3D数字双胞胎和增强现实技术

3D数字双胞胎和增强现实技术(AR)可以帮助制造商更好地了解那些对人类来说通常是危险的地方。

学习目标

  • 数字双胞胎是物理设备的复制品。
  • COVID-19大流行增加了远程访问的需求。
  • 增强现实技术(AR)可以帮助用户进入他们物理上无法进入的场景。

数字双胞胎是物理设备的数字副本。会议地点为ARC行业论坛“提升运营和维护的数字双胞胎”提供了工业中数字双胞胎的类型及其应用的解释。在工厂设计和建造过程中,“项目数字双胞胎”提供了一种模拟和改进前端工程设计(FEED)、施工顺序和调试的手段。

对于操作,性能双胞胎使用实时数据评估状态,以进行预测性维护、流程优化和操作员培训。工厂的3D数字孪生体还可以用于导航到资产的虚拟表示,以访问关于真实资产的信息,这是本案例故事的主题。

用于场外运营支持的数字孪生

在ARC论坛探讨工厂中的数字双胞胎期间,德尔塔无人机国际公司首席执行官兼董事总经理克里斯托弗·克拉克介绍了他的公司对数字双胞胎的方法。本演示文稿提供了德尔塔无人机集团子公司Rocketmine的一个用户案例,用于使用宾利系统公司的PlantSight软件应用数字双胞胎。

可远程访问的工厂资产信息

Rocketmine公司结合激光扫描和摄影测量技术,创建了一个矿山加工厂的3D模型。在ARC虚拟论坛期间,达美无人机展示了由场外专家提供工厂支持的案例:

  • 3D数字双胞胎的当前信息
  • 增强现实实时引导。

在大流行期间,对远程访问的需求加快了。好处包括更快的时间发布决议,没有旅行时间。

重要资产转换为软件对象。指向该资产的信息源的链接被添加到对象中。宾利软件的用户可以通过3D模型导航到资产,双击软件对象,并获得有关资产的当前联邦信息。

具有增强现实的远程工厂访问

随着COVID-19大流行,工厂运营商需要一种手段来获得无法进入工厂的人员的支持。这就是增强现实(AR)的用武之地。远程专家可以看到工厂里的人看到的东西,并给他们指导。专家可以在显示器上画上双方都能看到的符号。凭借HoloLens集成的3D扫描功能,即使当使用者移动头部时,相对于视野中真实物体绘制的符号也会保持固定。

用于远程专家场景的软件随HoloLens一起提供。现场人员可能需要集成的安全帽。远程专家可以使用办公级别的微软HoloLens设备。

联合主持人德文·哈森布鲁克(Devon Hasenbroek)演示了增强现实(AR),通过逐步完成之前编写的更换无人机电池的指令序列,作为AR用于帮助人们执行他们不熟悉的重要程序的例子。Hasenbroek和Clark还演示了远程专家场景。

增强现实技术提供了一种协作方式来解决工厂里的人不熟悉的问题。许多公司都有专家在一个中心位置为多个工厂提供支持。使用增强现实技术可以避免旅行,更快地解决问题,降低旅行成本。通常几个月就会有回报。用户应考虑增强现实技术,由远程专家对工厂人员进行实时支持。

拉尔夫里约热内卢,企业软件副总裁,ARC咨询小组.由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑,控制工程, CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com

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关键词:工业4.0,数字双胞胎

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有什么好处你的设施能从数字双胞胎和增强现实中获益吗?

数字双胞胎常见问题

  • 数字双胞胎如何应用于制造业?

    • 设备模拟:数字双胞胎可用于模拟和测试生产设备和流程,减少对物理原型的需求,并允许更快、更具成本效益的产品开发。
    • 预测性维护:数字双胞胎可用于实时监控生产设备,实现预测性维护,减少停机时间,提高效率。
    • 流程优化:数字双胞胎可用于优化生产流程,包括实时监控关键性能指标,以及快速识别和解决问题的能力。
    • 供应链管理:数字双胞胎可用于管理供应链,包括实时查看库存水平,跟踪发货和交付,以及优化交付计划的能力。
    • 质量控制:数字双胞胎可用于质量控制,包括实时监控生产过程,收集和分析质量数据。
    • 决策支持:数字双胞胎可用于决策支持,包括实时监控生产过程,以及使用历史数据和分析来做出明智决策的能力。
  • 工业数字双胞胎面临的最大挑战是什么?

    • 数据集成:工业数字双胞胎需要访问来自各种来源的大量数据,包括传感器、制造设备和其他系统。集成这些数据可能具有挑战性,特别是如果数据存储在不同的格式和系统中。
    • 数据质量:确保用于创建和维护数字孪生的数据质量至关重要。这包括确保数据准确、最新和相关。
    • 模型准确性:创建物理资产的准确模型是一项复杂的任务,需要对资产及其行为有详细的了解。随着时间的推移,确保模型的准确性对于确保数字双胞胎的成功至关重要。
    • 计算需求:工业数字双胞胎通常需要大量的计算资源,包括处理能力、内存和存储。确保这些资源可用且可扩展是一项挑战。
    • 网络安全:确保数字双胞胎的安全至关重要,因为它是一种有价值的资产,可能成为网络攻击的目标。这需要强大的安全基础设施和持续的监控和保护。
    • 技术专长:创建和维护工业数字双胞胎需要专业的技术专长,包括物理资产、数据分析和建模方面的知识。
  • 为什么数字双胞胎如此重要?

    • 提高资产性能:通过提供实时数据和对资产行为的洞察,并支持预测性维护,数字双胞胎可以帮助优化物理资产的性能。
    • 更好的决策:数字双胞胎可以提供有关资产及其性能的详细信息,实现知情决策和改进规划。
    • 提高效率:通过支持预测性维护,数字双胞胎可以帮助减少停机时间,提高生产流程的效率。
    • 降低成本:通过实现主动维护和减少物理检查的需求,数字双胞胎可以帮助降低维护、维修和更换的成本。
    • 改进产品设计:数字双胞胎可用于测试和验证新产品设计,实现设计过程的快速迭代和改进。
    • 更好的客户体验:数字双胞胎可以通过提供实时信息和对产品或服务性能的洞察来帮助改善客户体验。
    • 改进协作:数字双胞胎可用于与客户、供应商和其他利益相关者协作,以共享信息、发现机会和解决问题。
  • 如何在制造业建立数字双胞胎?

    数字双胞胎是使用计算机辅助设计(CAD)、计算机模拟和物联网(IoT)传感器等数字技术创建的物理产品、过程或系统的虚拟表示。数字孪生的目的是提供对物理产品、过程或系统的性能和行为的实时洞察。该技术使用软件和硬件组件的组合,包括传感器、云计算、数据分析和机器学习算法。

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