數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程，具有超高的前瞻性?xún)r(jià)值。利元亨針對(duì)各領(lǐng)域提出的更為嚴(yán)格的工藝、設(shè)備、產(chǎn)線需求，以自主研發(fā)的云系統(tǒng)、人工智能深度學(xué)習(xí)、數(shù)字及大數(shù)據(jù)分析管理等技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)并實(shí)踐了數(shù)字孿生工廠概念上的高度協(xié)同信息化集成系統(tǒng)。

數(shù)字孿生技術(shù)在制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì)很明顯:、縮短研發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)快速交付;第二、快速換型，縮短換型時(shí)間;第三、提高可視化，解決檢修的困難;第四、實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性分析，降低故障停機(jī)。

通過(guò)遠(yuǎn)程大屏幕或移動(dòng)端與設(shè)備實(shí)體運(yùn)作同步的虛擬動(dòng)畫(huà)，數(shù)字孿生和聯(lián)合技術(shù)讓企業(yè)管理者隨時(shí)隨地了解設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如當(dāng)生產(chǎn)線缺少物料的時(shí)候，系統(tǒng)可以提前進(jìn)行預(yù)告，避免因?yàn)橥．a(chǎn)帶來(lái)的損失。

期間一旦哪個(gè)傳感器出現(xiàn)問(wèn)題，就可以在模型上高亮閃現(xiàn)，不用工程師排查，有問(wèn)題可以直接解決，避免以前工程師排查找到故障點(diǎn)耗費(fèi)大量的時(shí)間。與此同時(shí)，系統(tǒng)還能預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和可能出現(xiàn)的產(chǎn)線故障，在即將損壞之前就把易耗品全部準(zhǔn)備好，以便企業(yè)管理者提前制定計(jì)劃和對(duì)策。

.數(shù)字孿生解決的“不確定” 環(huán)境中的問(wèn)題，數(shù)字孿生，即，數(shù)字孿生模擬，數(shù)字孿生體用于解決傳統(tǒng)機(jī)理模型無(wú)法解決的非線性、不確定性問(wèn)題，數(shù)字孿生與，數(shù)字孿生技術(shù)可以與機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)構(gòu)成一個(gè)不斷進(jìn)化的系統(tǒng)。

其實(shí)在上圖中我們看到兩種數(shù)字優(yōu)化，一種模型驅(qū)動(dòng)（Model-Driven），數(shù)字孿生管控，一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（Data-Driven），即我們可以將機(jī)理模型與/或強(qiáng)化學(xué)習(xí)構(gòu)建一個(gè)適合工業(yè)應(yīng)用的優(yōu)化方法包。

建模與數(shù)字孿生關(guān)注點(diǎn)不同，建模關(guān)注于模型的保真度，即，是否能夠準(zhǔn)確的還原物理對(duì)象的特性與狀態(tài)，而數(shù)字孿生技術(shù)則關(guān)注于動(dòng)態(tài)中的變化關(guān)系。

其實(shí)個(gè)性化本身就是提高了不確定性，這是一個(gè)大的不確定性環(huán)境，另一個(gè)是對(duì)實(shí)體對(duì)象描述和測(cè)控中的不確定性，因?yàn)樵诰?xì)的系統(tǒng)也有干擾、不可測(cè)量或不易測(cè)量（成本過(guò)高）的變量，而傳統(tǒng)意義上模型無(wú)法進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證的又恰恰是學(xué)習(xí)可以擅長(zhǎng)解決的問(wèn)題嗎？

因此它大的意義正是應(yīng)對(duì)個(gè)性化、解決不確定性環(huán)境中的問(wèn)題，而今天的時(shí)代，一方面需求導(dǎo)致更多這樣的問(wèn)題，另一個(gè)是指工具、方法也同樣提供了一定的外在條件。

數(shù)字孿生體技術(shù)在制造業(yè)中的快速發(fā)展和應(yīng)用，不僅改變了制造企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，也推動(dòng)企業(yè)管理模式、組織形態(tài)的重構(gòu)。

數(shù)字孿生體技術(shù)在制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中主要體現(xiàn)了如下特點(diǎn)：

一是鏡像

在產(chǎn)品甚至是生產(chǎn)線和工廠正式制造、建造之前，就可以通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)、模擬和出實(shí)體，輸出3D、全息影像等形式的設(shè)計(jì)圖紙和制造手冊(cè)。分析過(guò)程形成了完整的產(chǎn)品數(shù)字化虛擬檔案，不僅僅包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，還包括了材料、工藝和流程，是制造材料、制造過(guò)程、制造結(jié)果三位一體的數(shù)字化信息集成，不僅僅是制造現(xiàn)狀的描述和記錄，還可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題源頭的追溯，例如某個(gè)電容是用在哪塊電路板，還可以實(shí)現(xiàn)情景再現(xiàn)，例如模擬微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝流程規(guī)范是否科學(xué)以及運(yùn)行效果是否達(dá)標(biāo)等。

二是動(dòng)態(tài)映射

傳統(tǒng)的數(shù)字化制造技術(shù)主要停留在鏡像階段，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程中以及投入使用后，實(shí)體與虛體之間的數(shù)據(jù)交互。隨著IoT技術(shù)的深入，通過(guò)實(shí)時(shí)智能傳感和監(jiān)測(cè)，可以到制造實(shí)體變化的動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)反饋到孿生虛體中進(jìn)行記錄和修正，通過(guò)計(jì)算和驗(yàn)證，降低風(fēng)險(xiǎn)減少誤差，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整、虛實(shí)同步，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的相互孿生、共同成長(zhǎng)。

三是質(zhì)量預(yù)測(cè)

通過(guò)產(chǎn)品全生命周期大數(shù)據(jù)的積累和機(jī)器深度自主學(xué)習(xí)等技術(shù)的應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤和痛點(diǎn)，在孿生虛擬體上進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)證，有效評(píng)估和提升產(chǎn)品質(zhì)量管理水平，降低企業(yè)研發(fā)成本和生產(chǎn)成本。

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