導(dǎo)讀:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸了數(shù)字孿生的價(jià)值鏈條和生命周期,凸顯出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務(wù)方面的的優(yōu)勢(shì)和能力,打通了數(shù)字孿生應(yīng)用和迭代優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)路徑。因此,數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和重要場(chǎng)景。
圖片來自“東方IC”
互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)迅速發(fā)展,對(duì)推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化進(jìn)程起到關(guān)鍵作用,尤其是信息技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)的強(qiáng)大計(jì)算和分析能力為制造業(yè)發(fā)展開辟嶄新的發(fā)展空間,IT和OT的融合越來越受到制造企業(yè)的重視。伴隨新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合發(fā)展,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為制造業(yè)從“顯”到“隱”的抓手,互聯(lián)網(wǎng)從“虛”向“實(shí)”的載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展離不開技術(shù)支撐,包括數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算、5G、IPV6、標(biāo)識(shí)解析、TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))、PON(無源光網(wǎng)絡(luò))等都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推進(jìn),數(shù)字孿生被賦予了新的生命力,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸了數(shù)字孿生的價(jià)值鏈條和生命周期,凸顯出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務(wù)方面的的優(yōu)勢(shì)和能力,打通了數(shù)字孿生應(yīng)用和迭代優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)路徑,正成為數(shù)字孿生的孵化床。
數(shù)字孿生基于物理實(shí)體的基本狀態(tài),以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實(shí)的分析,用于物理實(shí)體的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。另外,數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術(shù),可以有效連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層,成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的知識(shí)萃取工具,不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識(shí)傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中,不同成熟度的數(shù)字孿生體,將不同顆粒度的工業(yè)知識(shí)重新組裝,通過工業(yè)APP進(jìn)行調(diào)用。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是數(shù)字孿生的孵化床,數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的重要場(chǎng)景。
數(shù)字孿生,以數(shù)字方式為物理對(duì)象創(chuàng)建高寫實(shí)虛擬模型,并模擬、分析、預(yù)測(cè)其行為,為實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與制造業(yè)融合鋪平了道路。借助數(shù)字孿生,可以集成復(fù)雜的制造工藝,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì),制造和智能服務(wù)等閉環(huán)優(yōu)化,數(shù)字孿生將成為未來數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前,數(shù)字孿生的概念還只是停留在軟件環(huán)境中,比如幾何建模的CAD系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理的PLM等。但隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)的連通效用使得各個(gè)數(shù)字孿生在設(shè)備資產(chǎn)管理,產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關(guān)聯(lián)、互相補(bǔ)充。
例如,西門子公司就利用其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Mindsphere,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字孿生不同應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)的打通。通過破除設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等產(chǎn)品生命周期隔離,打通構(gòu)成數(shù)字孿生的閉環(huán)。
隨著制造業(yè)不斷發(fā)展,數(shù)字孿生盡管尚未成為主流,卻成為每一個(gè)數(shù)字化企業(yè)都要關(guān)注的技術(shù)。數(shù)字孿生的核心是模型和數(shù)據(jù),但虛擬模型創(chuàng)建和數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)的知識(shí),對(duì)于不具備相關(guān)知識(shí)的人員,構(gòu)建和使用數(shù)字孿生任重道遠(yuǎn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰恰可以解決上述問題,通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析外包、模型共享等業(yè)務(wù)。
具體來說,物理實(shí)體的各種數(shù)據(jù)收集、交換,都要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn),利用平臺(tái)具有的資源聚合、動(dòng)態(tài)配置、供需對(duì)接等優(yōu)勢(shì),整合并利用各類資源,賦能數(shù)字孿生。例如,利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向下將邊緣側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施同數(shù)字孿生體關(guān)聯(lián),向上將數(shù)據(jù)傳遞、存儲(chǔ)在云端,其他用戶也可以根據(jù)自身需要通過平臺(tái)的服務(wù)來建立數(shù)字孿生體,可以說工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)激活了數(shù)字孿生的生命。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中關(guān)鍵一環(huán),加速了IT和OT各要素的融合,數(shù)據(jù)是融合過程中最重要的粘結(jié)劑,要讓IT部門和OT部門融合的更好,首先要處理好數(shù)據(jù)這項(xiàng)隱形的資產(chǎn)。另外,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在試圖打破企業(yè)的邊界,試圖填滿IT與OT之間的各種縫隙,打造軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、模式創(chuàng)新的新生態(tài),而數(shù)字孿生剛好為融合發(fā)展提供了數(shù)據(jù)和技術(shù)的接口。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,數(shù)字孿生可以展示、預(yù)測(cè),分析數(shù)字模型和物理世界之間的互動(dòng)過程。基于數(shù)字孿生的設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)有物理產(chǎn)品的虛擬映射,研究大量數(shù)據(jù)以獲取有價(jià)值的知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。
設(shè)計(jì)人員只需將需求發(fā)布到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),平臺(tái)管理者就能就精確匹配設(shè)計(jì)人員需要的數(shù)據(jù)服務(wù)以及用于處理數(shù)據(jù)的模型和算法服務(wù)。通過調(diào)用,組合和操作這些服務(wù),結(jié)果將返回給設(shè)計(jì)人員。IT和OT的融合以“按需付費(fèi)”的方式,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上悄然完成。
此外,在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)和組件后,需要測(cè)試設(shè)計(jì)質(zhì)量和可行性。借助數(shù)字孿生,設(shè)計(jì)人員可以通過驗(yàn)證虛擬產(chǎn)品快速地模擬運(yùn)行狀況,完成虛擬設(shè)計(jì)和虛擬運(yùn)行。服務(wù)封裝后,模型服務(wù)可以通過服務(wù)搜索,匹配,調(diào)度和調(diào)用來使用。通過服務(wù),數(shù)字孿生有效地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,減少預(yù)期行為和設(shè)計(jì)行為的不一致產(chǎn)生的修改,大大縮短設(shè)計(jì)周期,降低設(shè)計(jì)成本。
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