數(shù)字化轉型話題屢見不鮮，幾乎每天都有新的話題出現(xiàn)，其中數(shù)字孿生雖然也是是個不陌生的話題，但是始終能夠給大家?guī)砩衩馗泻托迈r感，當平面綜合可視化無法滿足數(shù)字化轉型的基本要求或企業(yè)的愿景時，數(shù)字孿生 —— 3D綜合可視化平臺應運而生，給企業(yè)單位帶來更加直觀的了解企業(yè)狀態(tài)信息，能夠快速做出應對措施，縮短運營時間。降低運營成本……

什么是數(shù)字孿生

數(shù)字孿生很常見，能夠將其解釋清楚的卻很少。數(shù)字孿生來源于“Digital Twin”，由邁克爾·格里夫（Michael Grieves）教授在美國密歇根大學任教時首先提出，數(shù)字孿生的詞是近幾年火熱，其實已經(jīng)有十幾年的歷史，最初的數(shù)字孿生應用于航空領域，為了記錄每臺飛機的發(fā)動機的運行狀態(tài)，逐漸延伸至飛機的幾何模式、機身材料性能數(shù)據(jù)、飛行測試數(shù)據(jù)、檢查與維護數(shù)據(jù)、檢查與維護數(shù)據(jù)、企動力模型數(shù)據(jù)、有限元模型……等等，后來逐漸廣泛應用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

“孿生”普遍是指雙胞胎兄弟姐妹，雙胞胎的特點是很相似，幾乎一模一樣；“數(shù)字”是指一切物品以數(shù)字的形式，無論靜態(tài)還是動態(tài)，無論動物還是物品，無論真實還是虛擬，其形態(tài)及狀態(tài)形式均以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，能夠直觀的了解其真實狀態(tài)信息。數(shù)字孿生是指物理體與虛擬體的有效結合，物理體的真實狀態(tài)數(shù)據(jù)均會在虛擬體上同步進行，時間上，可支持實時同步，也支持不實時同步。數(shù)字孿生的虛實映射對應關系不僅僅是一對一，可以是“多對一”，“一對多”或者“多對多”……等等關系。

工業(yè)應用的數(shù)字孿生

隨著數(shù)字化轉型升級浪潮，中國的工業(yè)制造已經(jīng)發(fā)展到高度自動化與信息化階段，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量工業(yè)數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)的多源異構、異地分散特性，在工業(yè)生產(chǎn)中沒有發(fā)揮出潛在價值。而工業(yè)數(shù)字孿生基于生產(chǎn)流程的真實數(shù)據(jù)，為工業(yè)產(chǎn)生過程中的物理對象創(chuàng)建了虛擬數(shù)字世界，并將實體設備的各種參數(shù)映射到虛擬數(shù)字世界的虛擬體中，實現(xiàn)工業(yè)實體工廠與虛擬工廠的虛實交融與精準映射。工廠管理人員通過虛擬孿生空間中查看、分析、并管理整個工廠的生產(chǎn)過程，實現(xiàn)異常問題精準定位，以輔助優(yōu)化資源配置。同時在真實生產(chǎn)數(shù)據(jù)的驅動下，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)要素、生產(chǎn)活動計劃、生產(chǎn)過程等在虛擬孿生空間的同步運行，輔助尋找工廠生產(chǎn)和管控最優(yōu)生產(chǎn)運行模式。

數(shù)字孿生的優(yōu)勢

數(shù)字孿生兄弟是一項高科技技術，借助數(shù)字化手段，通過1:1構建一個類似物理實體的數(shù)字世界，通過數(shù)字虛擬體對實體進行研究、分析與預測。從而達到以下幾個目的：

1、提高產(chǎn)品質量指數(shù)：通過預測分析，改進和優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)流程，降低產(chǎn)品出錯率，解決產(chǎn)品質量問題，能夠對產(chǎn)品問題實現(xiàn)精準打擊。

2、降低運維成本：數(shù)字化工廠需要對廠務系統(tǒng)進行有規(guī)律的檢測和統(tǒng)計分析，用電設備，用水設備，制冷設備……等等設備維修保養(yǎng)進行規(guī)劃，降低運維成本。

3、提升效率和生產(chǎn)力：通過數(shù)字孿生技術，每條生產(chǎn)流程即將透明化，容易發(fā)現(xiàn)流程中的優(yōu)缺點，便于優(yōu)化整改和管理升級，從而提升效率和生產(chǎn)力。

4、快速應對突發(fā)事件：數(shù)字孿生可以快速顯示突發(fā)事件的位置與具體情況，并且同時提示相關的工作人員應對措施，減少突破事件的損失，并且同時提高了員工的實操能力。

5、便于使用和創(chuàng)新：將不可以實施在物理實體的操作在數(shù)字虛擬體上進行，可以得出提高產(chǎn)能的操作，提高了員工的創(chuàng)新思想。

6、虛實結合：虛擬體和物理體的結合，實時同步數(shù)據(jù)，能夠對設備進行精準檢修，對問題設備進行精準排查，對設備的實時狀態(tài)快速巡檢。

7、分析和預測：可以通過物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸、篩選、分析和管理，能夠對物理體進行預測，有效減低了突破事件的發(fā)生，提高安全生產(chǎn)系數(shù)。

數(shù)字孿生的應用領域非常廣泛，普遍應用于工業(yè)制造業(yè)，航天航空，智慧園區(qū)，智慧市政，水利輸送，電力輸送，天然氣，石油傳輸、汽配，光伏……等等。