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一文彻底看懂数字孪生
 
作者:祖哥
486 次浏览     评价:  
 2020-3-6
 
编辑推荐:
本文介绍了Digital Twin的概念,能为企业带来什么样的效益?如何创建 Digital Twin?以及它有哪些实际应用?等内容,希望对您有所帮助。
本文来自微信公众号精智工厂,由火龙果软件Luca编辑,推荐

Digital Twin 确实是近年来出现的新兴概念,而且普遍被国内外大型软硬件厂商所接受并作为宣传用语!那么Digital Twin到底是什么?它可以实现什么样的功能?又可以为企业带来什么样的效益?如何创建 Digital Twin?目前它有哪些实际应用?

Digital Twin是什么?

Digital Twin意为数字双胞胎,或数字孪生、数字映射等等,业界翻译众多。根据智能制造资深专家赵敏老师的观点:数字孪生与计算机辅助(CAX)软件尤其是仿真软件的发展关系十分密切。

近些年,随着技术发展,人们提出了希望数字虚体空间中的虚拟事物与物理实体空间中的实体事物之间具有可以联接通道、可以相互传输数据和指令的交互关系之后,数字孪生的概念就成形了。数字孪生作为智能制造中的一个基本要素,逐渐走进了人们的视野。

▲图片源于著名智能制造专家张曙教授

“工业4.0”术语编写组的定义为:

利用先进建模和仿真工具构建的,覆盖产品全生命周期与全价值链,从基础材料、设计、工艺、制造以及使用维护全部环节,集成并驱动以统一的模型为核心的产品设计、制造和保障的数字化数据流。 通过分析这些概念可以发现,数字纽带为产品数字孪生体提供访问、整合和转换能力,其目标是贯通产品生命周期和价值链,实现全面追溯、双向共享/交互信息、价值链协同。

当然,本文的重点不在概念,而在于大家如何准确理解digital twin ,下面准备了一段2分钟介绍小视频,希望对大家有所帮助,本视频由e-works翻译整理

Digital Twin能为企业做什么?

技术的发展逃不开一个重要命题:那就是能否为企业创造实际价值。答案是肯定的,数字孪生越来越被各大厂商重视,并作为一种服务企业的解决方案和手段,可见其潜力巨大。

简单来说,digital twin有以下作用:

● 映射(模拟)、监控、诊断、预测和控制产品在现实环境中的形成过程和行为;

● 从根本上推进产品全生命周期各阶段的高效协同,驱动企业产品创新;

● 数字化的产品全生命周期档案,为全过程质量追溯和产品研发的持续改进奠定了数据基础;

Digital Twin的实现方式

下面是创建Digital Twin的简要过程:

在产品设计阶段

构建一个全三维标注的产品模型,包括三维设计模型+产品制造信息(Product Manufacturing Information,PMI)+关联属性等。

在工艺设计阶段

在三维设计模型+PMI+关联属性的基础上,实现基于三维产品模型的工艺设计,最终形成基于数模的工艺规程(Model Based Instructions,MBI),具体包括工艺BOM + 三维工艺仿真动画 + 关联的工艺文字信息和文档。

在产品生产制造阶段

主要实现产品档案 ( Product Memory ) 或产品数据包(Product Data Package)即制造信息的采集和全要素重建,包含制造BOM ( Manufacture BOM,MBOM ) 、质量数据、技术状态数据、物流数据、产品检测数据、生产进度数据、逆向过程数据等的采集和重建。

在产品服务阶段

主要实现产品的使用和维护(Operations and Sustainment,O&S),Operations主要是指操作,Sustainment既包括维修、保养,也包括升级和改造。

在产品报废/回收阶段

主要记录产品的报废/回收数据,包括产品报废/回收原因、产品报废/回收时间、产品实际寿命等。为下一代产品的设计改进和创新、同类型产品的质量分析及预测、基于物理的产品仿真模型和分析模型的优化等提供数据支持。

Digital Twin应用案例简介

工厂通过装配仿真,工程师能够更好地了解产品的结构、运行状态等↓

PTC的digital twin方案能够通过安在自行车上装载感应器记录自行车的实际情况,例如所受外来压力、速度,以及地理位置改变等

ANSYS公司是仿真领域的领导者,通过与GE密切合作,将领先行业的仿真软件与GE专有的工业数据及分析云端平台Predix进行集成。ANSYS杰出仿真能力与GE的强大的数据分析功能相结合,帮助企业获得战略性的洞察力信息。

GE为每个引擎、每个涡轮、每台核磁共振,创造一个Digital Twin,通过这些拟真的数字化模型,在虚拟空间进行调试、试验,即可知道如何让机器效率达到最高,只需将最优方案应用于实体模型上即可↓

通过digital twin,企业可以合理规划产品,避免浪费大量的物理实体验证、试验、时间及成本。

   
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