人們對（duì）數字孿生的炒作最近開始（shǐ）達（dá）到頂峰。與許多其他有前途的技術一樣，這種興趣的增加（jiā）在很大程度上（shàng）可以解釋為計算能力、雲、大（dà）數據（jù）應用和物聯網傳感（gǎn）器可使用性方麵的進步。憑借處理（lǐ）海（hǎi）量數據的能力，現在可以更細致（zhì）地模擬產品和流（liú）程，而（ér）這就（jiù）是數字孿（luán）生的全部（bù）意義所在。

什麽是數字孿生？

簡而（ér）言之，數字孿生（shēng）是物理實體的數字複製（zhì）品。該物理實體的（de）輪（lún）廓是使用無（wú）數數據點生成的，安裝在實體上的傳感器捕捉這些數據點，並將其發（fā）送到基於雲的係統進行進一步分析（xī）。簡單來說，數字孿生由4種技術構成：

數字孿生在現代工廠中的作用

在製造業中，數字孿生的主要好處是能夠（gòu）自動提（tí）供（gòng）關於設備或（huò）產品性能的全麵信息，而無（wú）需員工參與。更（gèng）重（chóng）要的（de）是（shì），利用當今的計算能力，工廠可以使用先進的機器學習算（suàn）法快（kuài）速分析物理（lǐ）孿生提（tí）供的（de）數據（jù），並將其轉化為可操作的見解。在數字孿生出（chū）現之前，這（zhè）樣的製造業控製水平是無法實現的。

製造業是一個看起來很（hěn）複雜的行業。工廠（chǎng）通常具有高度複雜的機械部件，它們不斷（duàn）地相互作用。這種複雜性使我們無法了解（jiě）生產現（xiàn）場哪些地方需（xū）要改進，以（yǐ）及如何（hé）改進。

但由於工廠安裝了（le）數千個傳感器，並（bìng）不斷將數據傳輸到數字孿生係統，製造商可以積累（lèi）有關係統性能的重要見（jiàn）解，並對工廠的工作流程進行（háng）循（xún）證調整。更重要（yào）的是，現代傳感（gǎn）器可以收（shōu）集從濃度和溫（wēn）度到工（gōng）廠一般（bān）環境條件等各種特征的數據。

借助傳感器，數字孿生（shēng）可以監（jiān）測製造工廠以外的資產。例如，汽車工廠可以評估各種汽車部件（jiàn）在（zài）極端條件下的磨損（sǔn）或性能。這些見解可用於增強未來的（de）產品設計。數字孿生還使製（zhì）造商能夠在沒有（yǒu）任何經濟風險的情況下試驗非常（cháng）規設計決策，並推動創新。

簡而言之（zhī），數字孿生使製造商能夠克服傳（chuán）統挑戰，並同時實現各種業務需求。

製（zhì）造業中（zhōng）的主流數字孿生用例

在製造環境中，數字孿生可以以多種方式應用（yòng）。讓我們來探索一些世界領先的製造（zào）公司是如何利用數字孿生的（de）。
 

尤其是（shì）意識到對藥物和疫苗的需求日（rì）益增長，Atos、葛蘭素史克和（hé）西門子聯手（shǒu）改造製藥行業。

傳統上，製（zhì）藥公司隻能在（zài）產品（pǐn）製成後才能評估產品的質量，這意味著如果質量低，則必須丟棄整批產品，從而造成時間和材（cái）料的浪費。數字孿（luán）生允許在生（shēng）產過程中評（píng）估產品質量（liàng），幫助製造商及時調整操作並滿（mǎn）足質量標（biāo）準（zhǔn）。

Atos與西門子合作實施了一個數字孿生係統，用於收集有關疫苗製造（zào）流程每個階段的數據。這種數字孿生使製藥（yào）公司（sī）能夠顯著提高產品質量、降低成本並縮短上市時間。更重要的（de）是，製藥公司現在還可以模擬生產中的變化，並清楚地看到它們將如何（hé）影響最終（zhōng）產品。
 

為了滿足（zú）對其行業領先的螺杆式壓縮機不斷增長的需求，Kaeser 決定將數字孿生（shēng）集成到他們（men）的新生產設施中。在（zài） Kaeser 的案例中，產品必（bì）須滿足特定客戶的需求，這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（dān）獨進行定（dìng）製。更重要的是，根據（jù）環境的不同，Kaeser 的客戶可以在空氣和水冷卻係（xì）統之間進（jìn）行選擇，並在他們的（de）壓縮機上添加幹燥器或熱回（huí）收係統。

在（zài）數字（zì）孿生的（de）幫助下，Kaeser 的員工可以在產品組裝前確定準確的產品測試程序。一旦壓縮機離開裝配線，按下（xià）按鈕即可啟動測試程序。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機（jī）參（cān）數。

Kaeser也在（zài）工（gōng）廠之外（wài）使用數字孿生係（xì）統，每一台銷（xiāo）售出去的壓縮空（kōng）氣係統也由（yóu）數字孿生虛擬複製。這使得操作員可以監測每台壓縮機的狀態，從而（ér）遠程檢（jiǎn）測潛在故障並及時維護。這大大延長（zhǎng）了產品的壽命，提高了客戶滿意度，並降低了維護成本。
 

在豪華汽（qì）車的生產上，在質量方麵不能有妥協的餘地。另一（yī）方麵，細（xì）致的（de）質量控製可能相當耗時。因此，為了加快汽車開發流程，世界上著名的汽車製造商之一瑪莎拉蒂與西門子合作，將數（shù）字孿生集成到其（qí）製造流程中。

在（zài）西門子PLM 軟件的幫助下，瑪莎拉（lā）蒂工程師現在可以使用汽車虛擬副本中的數據來不（bú）斷優化他（tā）們的開發。例如，評估車（chē）輛空氣動（dòng）力學的傳統方法需要構建汽車的物理原型，並（bìng）將（jiāng）其放置在風洞中。借助數字孿生，可以虛擬運行此（cǐ）類測試，從（cóng）而顯著降低成本，並（bìng）允許對汽車的空（kōng）氣動力學進行更精細的實驗。

由於數字孿生的實施，瑪莎拉蒂成功地（dì）將（jiāng）汽車開發所需的（de）運營成本和時間降低（dī）了 30%。借助數（shù）字孿生，該公司還將車輛（liàng）上市時間縮短了 16 個月。
 

最初，總部位於巴西（xī）的農業機械製（zhì）造商 Stara 旨在應用數字孿生來提高性能，並優化其農業機械的維護。在拖拉（lā）機（jī）和其（qí）他農業機械（xiè）上安（ān）裝了物聯（lián）網傳感器後，他（tā）們能夠監測拖拉機的路（lù）徑、速度（dù）、油耗和發動機狀況。這使Stara能夠預測機械故障，並（bìng）延長設備正常運行時間。

在利用數字孿生的優勢來提高性能的同時，Stara 發現這項技術還（hái）可以優化農民對機械的使用。嵌入式物聯網傳感器現在可（kě）以收集天氣和土壤特性數據，幫助農（nóng）民確定種植作物的最（zuì）佳條件。
 

在輪胎製造公司（sī）中實施數字孿生，無需構建原型，即可促進產品工程和測試。除了縮短上市時間（jiān）和減少開發成本外，消（xiāo）除（chú）物理原型還能讓（ràng）製造商（shāng）和組織減少由原型浪費而引起的負麵環境（jìng）影響。

更重要的是，事實（shí）證明，對於輪胎（tāi）製造公司來說，數字孿生對（duì）簡化（huà）與其他汽車公司的（de）合作尤其有益。例如（rú），世界領先的輪胎製造（zào）商普利司通現在（zài）使用數字孿生（shēng）與其合作夥伴共（gòng）享即將推出（chū）的（de）產品的虛擬複製品，以獲得批準。知名輪胎製造商（shāng）米（mǐ）其林的數據科學（xué）總監也聲（shēng）稱，數字孿生在構建高效合作生態係統方麵具有巨大潛力（lì），使組織能夠無縫地相互共享開發數據。

而米其林則使用數字（zì）孿生來測試（shì）各種輪（lún）胎設（shè）計。更具體地說，該公（gōng）司使用這項技（jì）術來模擬潮濕路麵上的輪胎行為，以（yǐ）確定最佳胎麵花紋設計。西門子可以說是汽車行業（yè）最受歡迎的數字孿生（shēng）技術提供商，其工程師也聲稱，可（kě）以（yǐ）模擬輪胎在不同路麵和（hé）不同天氣條件下的性能。

最後的想（xiǎng）法

不可否認，數字孿生是製造業中的關鍵技術。它在創造價值（zhí）、縮短上市時間、優化工廠設備和（hé）成品性能，以及提供洞察力方麵的能（néng）力是任何其他解決（jué）方案都（dōu）無法比擬的。隨著成本的降低、供應商數量的增加，以及構成數字孿生的先進技（jì）術的（de）可獲得性的提高，集成數字孿生應（yīng）該是全（quán）球（qiú）製造商的下一個必然步驟。
然（rán）而，同樣值得注意的是，那些擁有高度複雜流程（chéng）、優先考慮創新、改（gǎi）進或擴大產品範圍的公司將從數字（zì）孿生中受益最多。不過，這項技術絕不便宜（yí），也不易於（yú）實施，因為它通常需要對組（zǔ）織架構進行徹底改造，並對製造工作流程（chéng）進行相當大的調整。
 

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