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數字孿生技術將如何影響制造業？

原創|行業資訊|編輯：何家巧|2022-07-28 15:01:19.937|閱讀 155 次

概述：盡管我們生活在一個日益數字化的世界中，但傳統制造業對我們的經濟仍然至關重要。但隨著被稱為智能數字孿生技術的出現，這一切都在迅速改變。在本文中，我們將揭示數字雙胞胎如何影響制造業，以及實現數據孿生技術是未來非常重要的部分。

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一個仍然由傳統制造業驅動的世界
盡管我們生活在一個日益數字化的世界中，但傳統制造業對我們的經濟仍然至關重要。根據美國制造商協會(NAM)于2021年進行的一項研究，制造業每年占美國經濟產出的10.94%，雇用超過 1200 萬人。
然而，長期以來，制造業一直受到限制的阻礙：例如持續維護高價的機器、遵守不斷發展的法規準則，優化工廠績效已成為一項重大挑戰。
但隨著被稱為智能數字孿生技術的出現，這一切都在迅速改變。在本文中，我們將揭示數字雙胞胎如何影響制造業，以及實現數據孿生技術是未來非常重要的部分。
什么是數字孿生？
數字孿生被定義為物理對象、過程或環境的精確虛擬展示。換句話說，它是一個復雜的軟件模型，可作為材料對應物的數字再創造。
數字孿生的概念于1992年提出，幾年后在制造業中得到普及。但直到2010年，NASA才成為第一個成功采用該技術并用于改進航天器模型的組織。
從那時起，數字孿生的實際應用數量急劇增加。
事實證明，創建擁有外觀相同且行為相同的物理對象數字版本的能力已被證明是必不可少的。復雜的算法可以可靠地檢測異常，預測維修，優化使用和壽命，并模擬性能。
因此，數字孿生對于克服幾十年來困擾制造商天花板效應有很大幫助。通過VR耳機或桌面訪問的虛擬3D展示是對于減少停機時間、提高工廠效率是一個極佳的解決方案。

工作中如何實現數字孿生？

拋開技術細節不談，實現數字孿生相當簡單。

第一步是構建虛擬世界。例如，在制造業中，有關實體工廠及其設備的藍圖數據被輸入3D映射程序，生成精確的虛擬環境。接下來，實時監視器和傳感器用于從機器中提取動態性能數據。
隨著工作模型的完成，是時候利用人工智能 (AI) 和機器學習 (ML)的力量了。高級算法通過“觀察”數字雙胞胎和“學習”來區分正常和異常的性能行為，從而建立操作基線。
傳統上，大多數監控系統只會單獨提供有關每臺設備的信息。在缺乏整體方法的情況下，它很快變得難以管理并且容易忽視重要線索。
然而，數字雙胞胎在其環境范圍內以及與其他機器相關的機器數據中聚合。這可以為您的整體運營提供一個統一、有凝聚力和全面的畫面，從而獲得可行的洞察力。
數字孿生如何改變當今的制造業

要完全掌握數字孿生的概念，我們需要在工作中看到它。這需要我們去德國美麗的巴伐利亞小鎮雷根斯堡進行一次小旅行。雷根斯堡被廣泛認為是歐洲保存最完好的中世紀小鎮。一個鮮為人知的事實是，雷根斯堡不僅擁有一個，而且還擁有兩個巨大的寶馬生產設施。

第一個設施正是您所期望的：一個每天生產 800 輛新車的實體工廠。第二個設施的外觀和行為與第一個完全相同——唯一的區別是它完全存在于數字以太中。
事實上，寶馬工廠的數字雙胞胎模擬了生產過程的每個部分：工人的化身將設備運送到生產線，技術人員塑造每輛車的金屬框架，質量控制專家仔細檢查每個組件。
通過屏幕或虛擬現實 (VR) 耳機訪問的數字副本被認為是現實生活中的虛擬副本，它一直是減少浪費、設計復雜技術計劃、升級基礎設施和應對氣候變化的重要工具。但汽車制造業并不是唯一歌頌數字孿生技術的行業。

在醫療保健領域，數字雙胞胎被用來精確復制在現實生活中難以研究的內部器官。與此同時，在航空航天業，國防承包商利用數字制造能力為美國空軍設計和制作下一代戰斗機原型。

不乏現實生活中的例子。很明顯，自從第一次工業革命用蒸汽取代人力以來，雙胞胎如何比任何其他技術都更能改變制造業。
為什么數字孿生對制造業至關重要？
維護昂貴的機器需要大量的關心和關注。面對不斷變化的工作條件和緊迫的交貨期限，這尤其困難。盡管有軟件解決方案的幫助，許多制造商在生產力和生產時間方面都遇到了難以逾越的優化天花板。
但數字雙胞胎正在改變游戲規則，幫助制造商在各個層面優化效率、價值和創新。這是通過根據工廠的許多元素和動態提供對工廠完整運營狀態的實時洞察來實現的。結果是：