什（shí）麽是數字孿生？
 

簡而言之，數字孿生是物理實體的數字（zì）複製品（pǐn）。該物理實體的輪廓是使用無數數據點生成的，安裝在（zài）實體上的傳感器捕捉這些數據點，並將其發送到基於雲（yún）的係統進行進一步分析。簡單來說，數字孿生由4種技術構（gòu）成：

數字孿生在現代工廠中的作用
 

在（zài）製造業中，數字（zì）孿生的主要好處（chù）是能夠自動提供關於（yú）設備或產品性能（néng）的全麵信息，而（ér）無需員工參與。更重要的是（shì），利用（yòng）當今的計算能力，工廠可以使用先進的機器學習算法快速分析（xī）物理孿生提供的（de）數（shù）據，並將其轉化（huà）為（wéi）可操作的信息。在數字（zì）孿生出（chū）現（xiàn）之（zhī）前，這樣（yàng）的製（zhì）造業控製水平是無法實現的（de）。
 

製造業是一個看起來很複雜的行業。工（gōng）廠通常具有高度複雜的機（jī）械部件（jiàn），它們不斷地相（xiàng）互作用。這（zhè）種複雜性使我們無法了解生產現（xiàn）場哪些（xiē）地方需要改進，以及如何改進。
 

但由於工廠安裝了數千個傳感器，並不斷將數據傳輸到數字孿生係統，製造（zào）商可以積累有關（guān）係統（tǒng）性能的重要（yào）見解，並對（duì）工廠的工作流程進（jìn）行循證調整。更（gèng）重要的是，現代傳感器可以收集從（cóng）濃度和溫度（dù）到（dào）工廠一般環（huán）境條件等各種特征的數據。
 

借助傳感器，數字孿生可以監測製造工廠以外的資產。例如，汽車（chē）工廠可以評（píng）估各種（zhǒng）汽車部件在極（jí）端條（tiáo）件下的磨損或（huò）性能。這些見解可用於增強未來的產品設計。數字孿生還使製造商（shāng）能夠在沒有任何經濟風險的情況（kuàng）下試驗非常規設計決策，並推動創新。
 

簡而言之，數字孿生使（shǐ）製造商能夠（gòu）克服傳統挑（tiāo）戰，並同時實現各種業務（wù）需求。
 

製（zhì）造業中的主流數（shù）字孿生用例
 

在製（zhì）造環境中，數字孿生可以以多種方式應用。讓我們（men）來探索一（yī）些世界領先的製造公司是如何利用數字孿生的。

意識到對藥物和疫苗（miáo）的需求日益增長，某製藥公司聯手數字孿生技術供應商，開始進（jìn）數字化轉型。
 

傳統上，製藥公（gōng）司隻（zhī）能在產品製成後才能評估產品的質（zhì）量，這意味著如果質量低，則必須丟棄整批產品，從而造成時（shí）間和材料的浪費。數字（zì）孿生（shēng）允許在生產過程中評估產（chǎn）品質量，幫助（zhù）製造商及（jí）時調整操作並滿足質量標準。
 

該公司部署了數字孿生係統，用於收集有關疫苗製（zhì）造（zào）流程每（měi）個階段的數據。這種數字孿生使製藥公司能夠顯著（zhe）提高（gāo）產品質量、降低（dī）成（chéng）本並縮短上市時間。更重要的是，製藥公司現在還可以模擬生產中的變化，並清楚地看到（dào）它們將如何影（yǐng）響最終產品。
 

為了滿足對其行業領先的螺（luó）杆式（shì）壓縮機不斷增長的需求，某製造商決定將數字孿生集成到（dào）他們的新生產設施中。在該公司的案例中，產品必須滿足特定客戶的需求，這（zhè）大大增加了質量控製的複雜性。他們的壓縮係統有相當多的參數需要為每個客戶單獨進行定製。更重（chóng）要的是，根據（jù）環境的不同（tóng），他們的客戶可以在空氣（qì）和水冷卻係統之間進行（háng）選擇，並在他們的壓縮機上添（tiān）加幹燥器或熱（rè）回收係統。
 

在數字孿生的幫助下，員（yuán）工可以在產品（pǐn）組裝前確定準確的產品測試程序。一旦壓縮機（jī）離開裝配線（xiàn），按下按鈕即可啟動測試程序（xù）。如果其餘結果不符合要求的標準，係統會通知操作員手動調整壓縮（suō）機參數。
 

該製造商也在工廠之外使用數字孿生係統，每一台銷（xiāo）售出去的壓縮空氣係統也由數字孿生虛（xū）擬複製。這使得操作員可以監測每台壓縮（suō）機的狀態，從而遠程檢測（cè）潛在故障並及時維護。這大大延長了產品的壽命，提高了客戶滿意度，並（bìng）降低了維護成本。
 

在豪華汽車（chē）的生產上，在質量方麵不能有妥協的餘地。另一方麵，細致的質量控製可能相當耗時。因此，為了加快汽車開發（fā）流程，世界上著名的汽車製造商之一將（jiāng）數字（zì）孿生集成到其製造（zào）流程中。
 

在數字孿生軟件的（de）幫助下（xià），汽（qì）車（chē）工程師（shī）現在可以使（shǐ）用汽車虛擬副（fù）本中的數據來不斷優化他（tā）們的開發。例如，評估車輛空（kōng）氣動（dòng）力學的傳統方法需要構建汽車的物理原型，並將其放置在風洞中。借助數字孿生，可（kě）以虛擬運行此類測試，從而顯（xiǎn）著降低成本，並允許對汽車的空（kōng）氣動（dòng）力學進行更精細的實驗。
 

由於數（shù）字孿生的實施，該汽車製造（zào）商成功地（dì）將汽車開發所需的運營成本和時間降低（dī）了 30%。借助數字孿生，該公司還（hái）將（jiāng）車輛上市（shì）時間縮短了 16 個月。

最初，總部位於巴西的某農（nóng）業（yè）機械製造商旨在應用數字孿生來提高性（xìng）能（néng），並優化其農業機械的（de）維（wéi）護（hù）。在拖拉（lā）機和其他農業（yè）機械上安裝了物聯網傳感器後，他們能（néng）夠監測拖拉機的路（lù）徑、速度、油耗和發（fā）動（dòng）機狀況。這使該製造商能（néng）夠預測機械故障（zhàng），並延長設備正常運行時間。
 

在利用數（shù）字孿（luán）生的優勢來提高性能的同時，該製造商發現這（zhè）項技術還可以優化農民對機械的使用。嵌入（rù）式物聯網傳感器現在可以收集天氣和土壤特性數據，幫助農民確定種植作物的最佳條件。
 

在輪胎製（zhì）造公司中實施數字孿生，無需構建原型，即可促進產品工程和測試。除了縮短上（shàng）市時間和減（jiǎn）少開發成本外（wài），消（xiāo）除物理（lǐ）原型還能讓製造商和組織減少由原型浪費而引起的負麵環（huán）境影響。
 

更重要的（de）是，事實證（zhèng）明，對於輪胎製造公司來說，數字孿生對簡化與其他汽車公司的合作尤其（qí）有益。例（lì）如（rú），世界領（lǐng）先的某輪胎製造商現在使用數字孿生與其合作（zuò）夥伴共享即將推出的產（chǎn）品的虛擬複製品，以（yǐ）獲得批準。
 

結語

不可（kě）否認（rèn），數字孿生是製造業中的（de）關鍵技術。它（tā）在創造價值、縮短上（shàng）市時間、優化工廠設備和成品性能（néng），以及提供洞察（chá）力方麵的能力是任何其他解決方案都無法比（bǐ）擬的。隨著成本的降低、供應商（shāng）數量的增加，以及（jí）構成數字孿生的先進技術的可獲得（dé）性的提高，集成數字（zì）孿（luán）生應該是全球製（zhì）造商的下一個必（bì）然（rán）發（fā）展方向。那些擁有高（gāo）度複雜流程、優先考慮創新、改進或擴大產品範圍的公司（sī）將從（cóng）數字孿生（shēng）中受益最（zuì）多。
 

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