凌岳网络科技(图)-数字化车间数字孪生-数字孪生

数字孪生的应用场景

1.工业制造

数字孪生起源于工业制造领域。在产品研发的过程中，数字孪生可以虚拟构建产品数字化模型，对其进行测试和验证。生产制造时，数字孪生，可以模拟设备的运转，还有参数调整带来的变化。

数字孪生能够有效提升产品的可靠性和可用性，同时降低产品研发和制造风险。它给工业制造带来了显而易见的效率提升和成本下降，使得几乎所有的工业巨头趋之若鹜。

2.教学实训

利用数字孪生技术，数字化车间数字孪生，通过将设备本体虚拟化可以有效地解决实验条件与实训效果之间的矛盾。

通过虚实结合技术，学习者便可以走进这个虚拟实验室，身临其境般的操作虚拟仪器，操作结果可以通过仪表显示身体的感受反馈给学生，数字孪生数学建模，来判断操作是否正确。这种实验既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，可重复操作，直至得出满意结果。

（1）解决从行业需求到实训人才培养脱节问题

通过数字孪生技术，能够将行业的典型性工厂，半实物虚拟化，并结合虚实技术，保留其原有的控制系统以及机电系统，将企业需求的控制，编程应用人才与校内实训课程结合，实际解决，学生实训过程中无性，应用性等问题。

（2）解决教学实训中“三高四难”问题

数字孪生技术特点是使用者可以进行交互，因此，可以作为增强教学培训和演练效果的有效手段，解决智能制造实训应用过程中的“三高”（高***、高成本、高污染）与“四难”（难看到、难动作、难进入、难再现）问题。

（3）学科交叉与产业融合

通过数字孪生技术引入企业实际工作任务，设计教学和竞赛项目。实训内容设计围绕智能制造工业应用情景和核心技能点，覆盖了机器人、人工智能、通讯技术、数控技术、自动线等典型应用。技能要点与行业用人、岗位需求、技术进步以及教学建设相结合，系统装调、现场工艺规范系统接线、工艺过程分析、系统编程等相互结合进行安排，引导智能制造技术相关***专项实训教学的设计与实施，系统化培养复合型技能型人才。

数字孪生诱人的地方，是数字模型和物联网的结合，而这种结合的终目的是为了将模型打磨得更加接近真实系统。物联网技术为建模提供了一种新的强有力的手段，而且在对复杂系统机理缺乏足够认识的情况下，还可基于所采集的数据利用人工智能技术对系统进行建模。这是对建模技术的发展和补充。而基于模型的分析、预测、训练等活动，本来就是要做的事。所以数字孪生本质上是新一代信息技术在建模和中的应用。

　　经过半个多世纪的发展，建模和已经形成了一个相当完善和系统的技术体系。事实上，可移动平台数字孪生，在领域，利用动态实时数据进行建模和的方法和技术已经研究多年，如动态数据驱动的（Dynamic Data Driven Simulati， DDDS），嵌入式，硬件在回路的等。

当然，数字孪生作为技术的重要内容，通过与新一代信息技术的融合，将进一步促进建模和技术的发展。

在产品的制造阶段，利用数字孪生可以加快产品导入的时间，提高产品设计的质量、降低产品的生产成本和提高产品的交付速度。

产品阶段的数字孪生是一个高度协同的过程，通过数字化手段构建起来的虚拟生产线，将产品本身的数字孪生同生产设备、生产过程等其他形态的数字孪生高度集成起来，实现如下的功能：

生产过程：在产品生产之前，就可以通过虚拟生产的方式来模拟在不同产品、不同参数、不同外部条件下的生产过程，实现对产能、效率以及可能出现的生产瓶颈等问题的提前预判，加速新产品导入的过程;

数字化产线：将生产阶段的各种要素，如原材料、设备、工艺配方和工序要求，通过数字化的手段集成在一个紧密协作的生产过程中，并根据既定的规则，自动的完成在不同条件组合下的操作，实现自动化的生产过程；同时记录生产过程中的各类数据，为后续的分析和优化提供依据。

关键指标监控和过程能力评估：通过采集生产线上的各种生产设备的实时运行数据，实现全部生产过程的可视化监控，并且通过经验或者机器学习建立关键设备参数、检验指标的监控策略，对出现违背策略的异常情况进行及时处理和调整，实现稳定并不断优化的生产过程。

随着物联网技术的成熟和传感器成本的下降，很多工业产品，从大型装备到消费级产品，都使用了大量的传感器来采集产品运行阶段的环境和工作状态，并通过数据分析和优化来避免产品的故障，改善用户对产品的使用体验。

这个阶段的数字孪生，可以实现如下的功能：

远程监控和预测性维修：通过读取智能工业产品的传感器或者控制系统的各种实时参数，构建可视化的远程监控，并给予采集的历史数据，构建层次化的部件、子系统乃至整个设备的健康指标体系，并使用人工智能实现趋势预测；基于预测的结果，对维修策略以及备品备件的管理策略进行优化，降低和避免客户因为非计划停机带来的损失；