金年会信誉至上 | 金字招牌Michael Grieves与NASA持久协作。正在航天范围，航天器的研发和运营必需依赖于数字化本事：正在研发阶段，需求消浸物理样机的本钱;正在运营阶段，需求对航天器举办长途形态监控和阻碍监测。这也是自后NASA把数字化双胞胎(即数字孪生)动作要害本事的源由。图1-11显现了数字孪生本事正在配备行业的使用。
数字孪生被现象地称为“数字化双胞胎”，是智能工场的内情互联本事，从构念、计划、测试、仿真、临盆线、厂房筹划等闭头，能够虚拟和推断出临盆或筹划中扫数的工艺流程，以及也许产生的冲突、缺陷、不立室，扫数环境都能够用这种体例举办事先的仿真，缩短豪爽计划计划及装配调试功夫，加疾交付周期。
数字化双胞胎本事是将带有三维数字模子的消息拓展到全部性命周期中的影像本事，最终完成虚拟与物理数据同步和相同，它不是让虚拟全邦做现正在咱们仍然做到的事件，而是浮现潜正在题目、激起更始头脑、不时寻求优化先进——这才是数字孪生的对象所正在。
数字孪生本事助助企业正在本质参加临盆之前即能正在虚拟境况中优化、仿真和测试，正在临盆流程中也可同步优化全部企业流程，最终完成高效的柔性临盆、完成急迅更始上市，锻制企业经久竞赛力。
数字孪生本事是创修企业迈向工业4.0战术对象的要害本事，通过担任产物消息及其性命周期流程的数字思绪将扫数阶段(产物创意、计划、创修筹划、临盆和行使)跟尾起来，并衔尾到能够意会这些消息并对其做出响应的临盆智能装备。
数字孪生将各专业本事集成为一个数据模子，并将PLM(产物性命周期管制软件)、MOM(临盆运营编制)和TIA(全集成自愿化)集成正在团结的数据平台下，也能够凭据需求将供应商纳入平台，完成价钱链数据的整合，交易范围蕴涵“产物数字孪生”“临盆数字孪生”和“装备数字孪生”(睹图1-12和睹图1-13)。
正在产物的计划阶段，行使数字孪生能够进步计划的无误性，并验证产物正在实正在境况中的职能。这个阶段的数字孪生的要害才华包括：
数字模子计划，行使CAD器材拓荒出知足本事规格的产物虚拟原型，精准地记实产物的百般物理参数，以可视化的体例显现出来，并通过一系列验证伎俩来检讨计划的精准水准;
模仿和仿真，通过一系列可反复、可变参数、可加快的仿实正在验，来验证产物正在区别外部境况下的职能和发挥，正在计划阶段就可验证产物的适合性。
产物数字孪生将正在需求驱动下，修设基于模子的编制工程产物研发形式，完成“需求界说–编制仿真–功效计划–逻辑计划–物理计划–计划仿真–实物试验”全流程闭环管制，从细化范围将包括如下几个方面(睹图1-14)：
蕴涵产物需求界说、编制级架构修模与验证、功效计划、逻辑界说、牢靠性、计划五性(包括牢靠性、维修性、平安性、测试性及保护性)明白、失效形式和影响明白(Failure Mode and Effect Analysis，FMEA)等。
蕴涵机器编制的计划和验证。包括机器组织模子修设、众专业学科仿真明白(涵盖机器编制的强度、应力、疲钝、振动、噪声、散热、运动、尘土、湿度等方面的明白)、众学科联结仿真(蕴涵流固耦合、热电耦合、磁热耦合以及磁热组织耦合等)以及半实物仿线D创成式计划
创成式计划(Generative Design)是凭据少少肇端参数通过迭代并安排来找到一个(优化)模子。拓扑优化(Topology Optimization)是对给定的模子举办明白，常睹的是凭据边境要求举办有限元明白，然后对模子变形或删减来举办优化，是一个别机交互、自我更始的流程。
凭据输入者的计划企图，通过“创成式”编制，天生潜正在的可行性计划计划的几何模子，然后举办归纳比拟，筛选出计划计划推送给计划者举办结尾的决议。
蕴涵电子电气编制的架构计划和验证、电气衔尾计划和验证、电缆和线束计划和验证等。闭联仿真蕴涵电子电气编制的信号完善性、传输损耗、电磁滋扰、耐久性、PCB散热等方面的明白。
蕴涵软件编制的计划、编码、管制、测试等，同时支持软件编制全流程的管制与Bug闭环管制。
蕴涵编制工程全流程的管制和协同，计划数据和流程、计划仿真和流程、百般MCAD/ECAD/软件计划器材和仿真器材的整合使用与管制。
正在产物的创修阶段，临盆数字孪生的首要方针是确保产物能够被高效、高质地和低本钱地临盆，它所要计划、仿真和验证的对象首要是临盆编制，蕴涵创修工艺、创修装备、创修车间、管制管制编制等。
行使数字孪生能够加疾产物导入的功夫，进步产物计划的质地，消浸产物的临盆本钱和进步产物的交付速率。产物临盆阶段的数字孪生是一个高度协同的流程，通过数字化伎俩构修起来的虚拟临盆线，将产物自己的数字孪生同临盆装备、临盆流程等其他形状的数字孪生高度集成起来，的确完成如下功效(睹图1-15)：
将产物消息、工艺流程消息、工场产线消息和创修资源消息通过组织化形式结构管制，到达产物创修流程的精密化管制，基于产物工艺流程模子消息举办虚拟仿真验证，同时为创修编制供应排产无误输入。
基于一个虚拟的创修境况来验证和评判咱们的装置创修流程和装置创修办法，通过产物3D模子和临盆车间现场模子，具备机器加工车间的数控加工仿真、装置工位级人机仿真、呆板人仿线. 虚拟创修评估–产线调试
数字化工场柔性自愿化临盆线摆设投资大、周期长，自愿化管制逻辑庞杂，现场调试处事量大。
服从临盆线摆设的秩序，浮现题目越早，整改本钱越低，因而有须要正在临盆线正式临盆、装配、调试之前正在虚拟的境况中对临盆线举办模仿调试，处置临盆线的筹划、过问、PLC的逻辑管制等题目，正在归纳加工装备、物流装备、智能工装、管制编制等百般成分中扫数评估临盆线的可行性。
临盆周期长、更改本钱高的机器组织个别采用正在虚拟境况中举办显现和模仿;易于构修和改正的管制个别采用由PLC搭修的物理管制编制完成，由实物PLC管制编制天生管制信号，虚拟境况中的机器组织动作受控对象，模仿全部临盆线的举措流程，从而浮现机器组织和管制编制的题目，正在物理样机修制前予以处置。
正在产物临盆之前，就能够通过虚拟临盆的体例来模仿正在区别产物、区别参数、区别外部要求下的临盆流程，完成对产能、成果以及也许产生的临盆瓶颈等题目的提前预判，加快新产物导入的流程;
将临盆阶段的百般因素，如原质料、装备、工艺配方和工序恳求，通过数字化的伎俩集成正在一个周密团结的临盆流程中，并凭据既定的规矩，自愿地竣事正在区别要求组合下的操作，完成自愿化的临盆流程;
要害目标监控和流程才华评估：通过搜聚临盆线上的百般临盆装备的及时运转数据，完成整体临盆流程的可视化监控，而且通过履历或者呆板练习修设要害装备参数、检讨目标的监控政策，对产生违背政策的相当环境举办实时管制和安排，完成安靖并不时优化的临盆流程。
动作客户的装备资产，产物正在运转流程中将装备运转消息及时传送到云端，以举办装备运转优化、可预测性爱护与珍重，并通过装备运转消息对产物计划、工艺和创修迭代优化(睹图1-16和图1-17)。
通过工业物联网本事完成装备衔尾云端、行业云端算法库以及行业使用APP，以西门子MindSphere平台为例分析运营数字化双胞胎的架构(睹图1-17)。
支柱怒放的装备衔尾轨范，如OPC UA，完成西门子与第三方产物的即插即用。对数据传输举办平安加密。
为客户性格化APP的拓荒供应怒放式接口，并供应众种云根本步骤，如SAP、AWS、Microsoft Azure，并供应公有云、私有云及现场摆设。
使用来自西门子与协作伙伴的APP，或由企业自决拓荒的APP，以获取装备透后度与深度明白陈说。
基于功夫的隔绝修复爱护不再能供应所需的结果。通过对运转数据举办延续搜集和智能明白，数字化开垦了全新的爱护体例，通过这种洞察力，能够预测爱护呆板与工场部件的最佳功夫，并供应了百般体例，以进步呆板与工场的临盆力。
预测性供职可将大数据变化为智能数据。数字化本事的发扬可让企业洞察呆板与工场的处境，从而正在本质题目发作之前，对相当和偏离阈值的环境敏捷做出相应。
庞杂产物的工程计划非凡穷苦，产物团队必需将电子安装和控件集成入机器编制，行使新的质料和创修流程，知足更庄重的规则，同时必需正在更短刻期内、正在预算抑制下交付更始产物。
古板的验证办法不再足够有用。当代拓荒流程必需变得具有预测性，行使本质产物的“数字孪生”驱动计划并使其跟着产物进化维持同步，别的还恳求具有可支持的智能陈说和数据明白功效的仿真和测试本事。
产物工程计划团队需求一个团结且共享的平台来管制扫数仿真学科，并且该平台应具备易于行使的进步明白器材，可供应成果更高的处事流程，并不妨天生相同结果。装备数字孪生能助助用户比以前更疾地驱动产物计划，以获取更好金年会官方陪玩、本钱更低且更牢靠的产物，并能更早地正在全部产物性命周期内凭据所相闭键属性预测职能。