對于許多行業(yè)來說，數(shù)字孿生技術(shù)是未來。

數(shù)字孿生定義

數(shù)字孿生不僅僅是某物的副本或克隆，它是對象或系統(tǒng)的動態(tài)實時表示。

數(shù)字孿生是一種虛擬模型，旨在準確反映物理對象。是物理對象、流程、服務(wù)或環(huán)境的數(shù)字表示，其行為和外觀與現(xiàn)實世界中的對應(yīng)物相似，可用于理解和優(yōu)化其性能。

借助傳感器、執(zhí)行器和其他連接設(shè)備，數(shù)字孿生還可用于實時控制物理對象或系統(tǒng)。這使得在現(xiàn)實世界中實施新想法和策略之前，可以在虛擬環(huán)境中進行測試。

數(shù)字孿生類型

數(shù)字孿生技術(shù)可以分為四種不同的類型，每種類型都有其獨特的特征和優(yōu)勢。這些是組件、資產(chǎn)、系統(tǒng)和流程孿生。讓我們更詳細地看一下每個：

組件孿生

組件孿生是單個組件或零件的數(shù)字模型，例如電機、傳感器、開關(guān)和閥門。它們實時和隨時間推移提供有關(guān)組件性能和行為的詳細信息。這有助于組織監(jiān)視這些組件的運行狀況和性能，并在需要時進行必要的更改。

資產(chǎn)孿生

資產(chǎn)孿生是建筑物、機器和車輛等物理資產(chǎn)的數(shù)字模型。它們實時提供有關(guān)資產(chǎn)運行狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)和環(huán)境條件的信息。這有助于組織減少停機時間并提高其運營效率。

系統(tǒng)孿生

系統(tǒng)孿生是整個系統(tǒng)或流程的數(shù)字模型。它們允許組織監(jiān)控和分析系統(tǒng)的性能，并確定可以改進的領(lǐng)域。系統(tǒng)孿生使組織能夠優(yōu)化其流程并改進其運營方式。

進程孿生

流程孿生是整個業(yè)務(wù)流程或客戶旅程的數(shù)字模型。它們提供有關(guān)客戶如何與組織的產(chǎn)品和服務(wù)實時交互的詳細信息。這有助于組織確定可以改善客戶體驗的領(lǐng)域。

數(shù)字孿生作用

數(shù)字孿生是推動多個行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)先技術(shù)之一，從汽車和航空航天到智慧城市和醫(yī)療保健應(yīng)用。

無論哪個行業(yè)，公司應(yīng)該考慮使用數(shù)字孿生有幾個原因，包括：

降低維護成本：數(shù)字孿生使企業(yè)能夠了解潛在的故障來源，從而最大限度地減少非增值維護活動

提高生產(chǎn)效率：數(shù)字孿生可以幫助鏡像和監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)，著眼于在整個制造過程中實現(xiàn)和保持最高效率。

改進產(chǎn)品研發(fā)：數(shù)字孿生的使用可以更有效地研究和設(shè)計產(chǎn)品，并創(chuàng)建有關(guān)可能的性能結(jié)果的大量數(shù)據(jù)。這些信息可以帶來洞察力，幫助公司在開始生產(chǎn)之前進行所需的產(chǎn)品改進。

數(shù)字孿生用例

航空航天

航空航天任務(wù)本質(zhì)上是復(fù)雜的。飛機和航天器等終端產(chǎn)品的設(shè)計和制造成本非常高，因此為了避免代價高昂的延誤，第一次就把工作做好就顯得尤為重要。從設(shè)計和工程一直到裝配和維護，數(shù)字孿生允許團隊以實時 3D 方式可視化計算機輔助設(shè)計 (CAD) 模型和其他數(shù)據(jù)集并與之交互，從而改善決策。

建筑

在項目開始時，建筑師制作設(shè)計材料，包括效果圖和模型，以便客戶評估和批準設(shè)計。問題在于，沒有與利益相關(guān)者共享的協(xié)作環(huán)境來實時做出決策。在傳統(tǒng)評審期間傳達設(shè)計意圖是一個困難的過程。靜態(tài) 2D 和 3D 模型會導(dǎo)致細節(jié)在轉(zhuǎn)換中丟失，渲染不夠靈活，并且并非每個人都在同一頁面上。數(shù)字孿生解決了這些問題，因此不會再有代價高昂的錯誤。

汽車

在汽車行業(yè)，數(shù)字孿生用于在構(gòu)建新設(shè)計概念之前對其進行仿真和測試，優(yōu)化生產(chǎn)流程，甚至預(yù)測車輛在不同條件下的性能。為汽車 OEM 使用數(shù)字孿生的最大好處是能夠通過在潛在問題發(fā)生之前識別和解決它們來節(jié)省時間和金錢。隨著行業(yè)繼續(xù)采用這項技術(shù)，它在汽車生命周期的每個工作流程中發(fā)揮著越來越重要的作用，從設(shè)計和制造到營銷和維護。

能源

能源公司會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，尤其是在運營越來越多地配備物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 傳感器、具有人工智能 (AI) 功能的高清攝像頭等的情況下。實時 3D 等數(shù)字技術(shù)可以將這些數(shù)據(jù)可視化，以提供正確的見解，更好地為生產(chǎn)、維護、安全和安保以及優(yōu)化方面的決策提供信息。

城市

數(shù)字孿生技術(shù)可幫助全球城市的建筑商、規(guī)劃者和運營商更好地了解和優(yōu)化這些供公眾使用的空間。通過使用先進的交互式模型和實時物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，利益相關(guān)者能夠模擬交通流量、移動模式，甚至氣候變化和機場、道路和交通樞紐等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施周圍景觀變化的影響。從單個設(shè)施到智能城市，數(shù)字孿生正在幫助業(yè)主、運營商和政策制定者管理大量有價值的數(shù)據(jù)，使他們能夠更好地裝備我們的基礎(chǔ)設(shè)施以滿足未來的需求。

工業(yè)

隨著第四次工業(yè)革命(4IR)等新興趨勢的持續(xù)增長，制造商正在使用數(shù)字孿生技術(shù)來改變其產(chǎn)品生命周期。從加快產(chǎn)品開發(fā)的上市時間到提高一線員工的生產(chǎn)力，許多制造商已經(jīng)從中受益。超過 80% 實施沉浸式技術(shù)的公司認為，他們在生產(chǎn)、制造和運營工作階段的創(chuàng)新和協(xié)作能力有所提高。

醫(yī)療

通過數(shù)字孿生，醫(yī)療專業(yè)人員能夠優(yōu)化診斷和治療，同時避免實際測試的風險。通過利用電子健康記錄、基因組測序數(shù)據(jù)、成像結(jié)果和其他患者信息以及匿名的比較研究見解，提供商可以比以往更準確地自信地為患者確定最佳治療方案。

零售

在大流行的刺激下，零售商利用數(shù)字孿生進行設(shè)計、規(guī)劃、運營等的需求呈指數(shù)級增長。在線吸引客戶的重要性也在一夜之間增加，零售商希望通過這項技術(shù)來創(chuàng)建身臨其境的虛擬體驗，以繼續(xù)與購物者建立聯(lián)系。精明的零售商正在采用數(shù)字孿生來增強流程，以新的和深刻的方式與客戶建立聯(lián)系，并提供引人注目的數(shù)字和店內(nèi)用戶體驗。

數(shù)字孿生工具

• Akselos

• Ansys Twin Builder

• Autodesk Digital Twin

• Bosch IoT Suite

• Sovit3D

• CONTACT Elements for IoT

• Flutura Decision Science

• IoTIFY

• Oracle IoT Production Monitoring Cloud

• Predix

• ScaleOut Digital Twin Builder

• Seebo

• ThingWorx Operator Advisor

數(shù)字孿生未來

現(xiàn)有運營模式顯然正在發(fā)生根本性的變化。資產(chǎn)密集型行業(yè)正在發(fā)生數(shù)字化重塑，它正在以顛覆性的方式改變運營模式，需要資產(chǎn)、設(shè)備、設(shè)施和流程的集成物理和數(shù)字視圖。數(shù)字孿生是這種重新調(diào)整的重要組成部分。

數(shù)字孿生的未來幾乎是無限的，因為越來越多的認知能力不斷用于它們的使用。因此，數(shù)字孿生不斷學習新的技能和能力，這意味著可以繼續(xù)產(chǎn)生所需的洞察力，使產(chǎn)品更好，流程更高效。