「數字孿生」一詞不過是一種概念化,即利用傳感器等智能設備的數據,保持物理對象、操做的數字匹配。鏈接數字孿生體及其物理匹配部分的通道稱爲數字線程。隨着人工智能和數據的適當結合,數字模型可能會按期進行修改和升級。此外,它還提供了實際和併發的虛擬現實。將物理對象與計算機生成的對應項相結合是相當重要的。隨着工業物聯網技術發展趨勢的不斷加強,數字孿生技術的重要性日益凸顯。
數字化對口單位與網絡技術相結合,其解決問題和提供更高運行性能的能力,使這一數字匹配部分紅爲每一個組織的必備技術。
經過向公司提供產品的完整數字複製品,數字孿生技術容許行業提早發現設備中的任何物理問題,以便他們可以在潛在問題發生以前採起適當的措施消除這些潛在問題。
可是,製做設備的數字複製品是一項艱鉅的任務。實現這一目標的最佳方法是爲製造單元中的一個部門建立數字對口,將其付諸行動,而後繼續爲製造單元的其餘區域開發數字匹配部件。
此外,數字孿生與CAD(計算機輔助設計)是不一樣的。數字對等體的真正潛力在於,它能夠快速提供工業中物理域和數字域之間的實際普遍鏈接。
數字孿生技術正在改變製造業的面貌,從而下降成本,控制資產,減小設備故障形成的停機時間。工業實物的數字匹配部分在工業物聯網中起着相當重要的做用。這項技術也爲世界各地的企業增長了新的可能性。數字複製技術利用虛擬現實等技術,利用數據和圖形建模來完美地建立任何設備的虛擬模型。
數字孿生技術的功能node
在這種現代技術中,傳感器與工廠中的物理對象一塊兒收集數據並將數據傳輸到計算機生成的副本中,它們之間的通訊最終提升了物理對象的性能。蛋糕上的關鍵在於,虛擬的對應物能夠在設備在製造單元中實際構建以前建立出來。
爲了使一個特定的物理產品具備精確的虛擬部分,工程師必須收集和混合來自許多來源的數據,例如製造統計數據、有關其工做的信息,以及分析軟件。除此以外,還有一我的工智能程序的要求,這些人工智能程序包含在計算機生成的特定設備的複製品中。
這一級別的數字孿生突出了整個製造過程當中關鍵的單個組件。惟一最須要的部件和製造過程高度依賴於該特定部件。
資產級別的數字副本開發用於生產階段的設備特定部分的數字副本。
每當製造商須要對整個生產線進行即興創做時,系統級數字複製就被實現了。
過程級關注產品的整個生命週期。從產品/工藝設計和開發到製造或生產,再到分銷,以及最終用戶使用產品的方式。從而有助於當前和將來產品的開發。
數字孿生概念設計方案:web
#1施工:後端
這一階段包括爲一個物理對象配備各類各樣的傳感器,這些傳感器能夠測量物體及其周圍環境的洞察力。測量分爲兩類:
操做測量,與設備的物理性能有關,如顏色均勻性、扭矩、位移和抗拉強度。安全
影響物理設備運行的外部數據,如大氣壓、環境溫度和溼度水平。微信
這些測量能夠在編碼器的幫助下轉換成安全的數字信息。這些數字信息隨後被傳輸到設備的數字複製品上。
#2溝通:
網絡
這個特定的階段實現了物理進程和數字平臺之間的實時無縫雙向鏈接。網絡鏈接性是支持物理設備虛擬對應物的一個重要因素。它還涉及三個要素:
該接口將傳感器與過程歷史學家鏈接起來,而後處理來自傳感器的數據並將其傳遞給平臺。這轉換了專有協議,使數據格式易於理解,並減小了網絡通訊。邊緣處理經過在端點到處理攝取的數據,使網絡通訊更快。
通訊接口有助於將處理後的數據(信息)從傳感器功能傳輸到集成功能。根據數字孿生結構,產生洞察力的傳感器能夠放置在任何地方:採礦做業、家庭、停車場,幾乎任何位置。
新傳感器和通訊的引入帶來了新的安全威脅,這些威脅正在迅速演變。隨着IP資產的增加,須要新的解決方案來安全地實現數字孿生。使用防火牆、加密、應用程序密鑰和設備證書是最多見的安全方法。
#3聚合:併發
數據聚合能夠支持將數據攝取到數據倉庫/存儲庫中,這樣能夠方便地處理和準備進行分析。數據聚合和處理能夠在雲端或本地完成。
#4分析:編輯器
另外一個開始行動的階段是分析數據。在這一階段,將對全部數據進行完全的檢查和設想。大多數數據分析師和科學家使用先進的分析平臺從數據中產生看法,從而實現智能決策。
#5洞察階段:性能
分析產生的看法顯示在儀表板上,並帶有可視化表示,突出顯示物理世界模擬模型和數字孿生模型在一個或多個維度上的任何細微差別。它指出了可能須要調查的領域。
#6行爲:flex
在這裏,您能夠利用上一步生成的可操做看法,並將其反饋給實物資產。洞察經過解碼命令的解碼器輸入執行器,執行器負責設備的控制和移動。這些看法也能夠在控制供應鏈的後端系統中獲得更新。
如何用數字孿生技術奠基基石?
#1發現機會:
一開始,相當重要的是要設想並縮小一個製造單位的領域,使之可以從數字孿生技術中獲益。每一個製造單元的需求和正確的場景可能不一樣,但可能具備如下特徵:
你選擇的物理設備必須是你的製造過程當中的一個關鍵因素,以投入資金建立虛擬的對應物。
產品-流程相關的問題能夠獲得解決,這可能會爲企業或客戶釋放價值。
一旦你縮小了機會的範圍,那麼就必須對機會進行進一步的評估,以確承認以提供數字孿生優點的流程因素。
#2檢測過程:
下一步是識別導頻數字孿生結構,它具備最高的可能值和較高的成功率。您能夠考慮組織變革管理因素和操做,以肯定試點的最佳候選人。企業每每選擇錯誤的方法,深刻構建一個由高度複雜的設備或流程組成的數字孿生體,並可能面臨挑戰。相反,他們應該專一於更普遍而不是深刻:在整個組織中普遍部署數字孿生兄弟,以推進最大價值和支持。
#3.首先,縮小範圍:
爲了限制範圍,試點能夠是任何業務部門或產品的子集。有限的範圍至少應該顯示出對企業的價值。在開發試點的過程當中,實現者應該具備適應性,而且應該具備開放的心態。一個不可知論的生態系統將容許適應性和數據集成,並利用新的合做夥伴或技術。
雖然您但願對數據(結構化和非結構化)和任何數據源(新的傳感器或外部數據源)不可知,但您須要一個可擴展到足以支持擴展的端到端解決方案。
#4擴大試點:
一旦試點成功,就能夠進一步擴大規模。如今,您須要肯定哪些機會能夠擴展試點並得到其好處。您可能須要從定位相鄰的進程開始,或是與試點具備互連關係的類似進程。從試點開發中所犯的錯誤中吸收教訓,迅速擴大規模。
#5評估:
在這些解決方案實施後對其進行監控和測量,可讓您衡量數字孿生兄弟所帶來的價值。您能夠迭代地對將來的數字孿生過程進行更改,並觀察結果以肯定數字孿生模型的最佳配置。
總結:
綜上所述,數字孿生技術這一前沿技術趨勢將對工業物聯網應用部署起到相當重要的做用。這項新技術還將有助於提升行業收入,減小因設備和工藝問題而產生的沒必要要的平常開支。數字孿生技術的發展也有助於在很大程度上減小維修費用。此外,它還提升了組織中生產線的一致性。最終,這一技術趨勢也改善了客戶服務,這是行業的最終目標。
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