數(shù)字化程度的提高和復(fù)雜制造過(guò)程自動(dòng)化的趨勢(shì)已經(jīng)挖掘了可以追溯到 70 年代的技術(shù)。數(shù)字孿生是那些經(jīng)歷了多次進(jìn)步并取得巨大進(jìn)展的顛覆性技術(shù)之一，最近被 Gartner命名為戰(zhàn)略技術(shù)。制造商渴望數(shù)字孿生和虛擬調(diào)試

截至今天，技術(shù)提供商聲稱(chēng)數(shù)字孿生是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)、自動(dòng)化的推動(dòng)者，也是向工業(yè) 4.0 過(guò)渡的關(guān)鍵組成部分。數(shù)字孿生組件影響所有關(guān)鍵的產(chǎn)品生命周期階段。

什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)范式中的數(shù)字孿生？

在大多數(shù)來(lái)源中，數(shù)字雙胞胎主要被解釋為任何物理對(duì)象或多個(gè)對(duì)象、系統(tǒng)、流程甚至人的數(shù)字表示或有時(shí)是化身。它不僅僅是一個(gè)數(shù)字模型，因?yàn)樗€復(fù)制了支持物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備或系統(tǒng)如何工作和運(yùn)行的動(dòng)態(tài)。它甚至不僅僅是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的 3D 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型（又名 CAD）。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的鼎盛時(shí)期，數(shù)字孿生預(yù)示著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的制造和決策。最新的在線調(diào)查稱(chēng)，51% 的公司應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)收集有關(guān)其設(shè)備健康狀況的數(shù)據(jù)。同時(shí)，37% 的受訪者表示物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備幫助他們實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。

IoT 傳感器位于 DT 核心；該技術(shù)允許構(gòu)建預(yù)測(cè)模型以實(shí)時(shí)跟蹤物理對(duì)象的行為。DT 核心技術(shù)還了解實(shí)時(shí)行為在特定條件下的表現(xiàn)。

這些數(shù)據(jù)可以提高制造效率，減少停機(jī)期間的停機(jī)時(shí)間，甚至在產(chǎn)品發(fā)布后也能持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品。例如，如果將技術(shù)與數(shù)字孿生技術(shù)相結(jié)合，則更容易預(yù)測(cè)已經(jīng)到達(dá)其客戶的產(chǎn)品的一些技術(shù)故障。

特斯拉保留每輛制造車(chē)輛的數(shù)字雙胞胎，并根據(jù)從多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器接收到的數(shù)據(jù)——向車(chē)輛發(fā)送必要的更新以提高其性能。

數(shù)字孿生與 3D CAD 模型

物理對(duì)象的 3D 渲染被稱(chēng)為 CAD 模型，可幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)字原型進(jìn)行準(zhǔn)確而全面的虛擬設(shè)計(jì)。與物理原型不同，數(shù)字原型可以輕松更改。

對(duì)于制造業(yè)，CAD 建模一直是構(gòu)建虛擬模型的經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。3D CAD 帶來(lái)了必要的幾何數(shù)據(jù)，并找到了進(jìn)入系統(tǒng)配置、模擬和數(shù)字模型研究的途徑。

例如，汽車(chē)制造商使用 CAD 模型來(lái)優(yōu)化創(chuàng)建單個(gè)車(chē)輛粘土模型所需的時(shí)間和材料。汽車(chē)行業(yè)是這些先驅(qū)行業(yè)之一（也是軍事、航空航天和工程）。軍事、航空航天和工程在1960 年代末至 80 年代末開(kāi)始使用 CAD 系統(tǒng)。

對(duì)于汽車(chē)建筑師、設(shè)計(jì)工程師和造型師來(lái)說(shuō)，CAD 建模為交付車(chē)輛原型帶來(lái)了所需的靈活性。CAD 建模允許車(chē)輛進(jìn)行大量迭代，以修改車(chē)輛的人體工程學(xué)、人體測(cè)量學(xué)，并加快設(shè)計(jì)階段。

數(shù)字孿生 (DT) 是 3D CAD 模型的高級(jí)形式；主要服務(wù)于工業(yè) 4.0 和智能制造目的。

DT 與 CAD 的不同之處在于與物理對(duì)應(yīng)物的雙向通信。通過(guò)利用現(xiàn)實(shí)世界中物理雙胞胎行為的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有機(jī)會(huì)通過(guò)在虛擬環(huán)境中測(cè)試和修改參數(shù)來(lái)糾正它。

DT 可以替代 3D CAD 模型，重塑虛擬原型，并為制造商提供新產(chǎn)品的智能模型，他們可以在投資建造一個(gè)很可能重做的昂貴物理原型之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和增強(qiáng)。

與 CAD 的另一個(gè)區(qū)別是，數(shù)字孿生可以應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期管理 (PLM) 的每個(gè)階段。憑借對(duì)所有部門(mén)（包括銷(xiāo)售、營(yíng)銷(xiāo)、物流、供應(yīng)鏈）可見(jiàn)的數(shù)據(jù)池，數(shù)字雙胞胎也可以被視為一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工具，用于整合跨職能和地理分散的團(tuán)隊(duì)。

數(shù)字孿生類(lèi)型和用例

蓬勃發(fā)展的智能制造應(yīng)取決于涵蓋產(chǎn)品生命周期關(guān)鍵階段的三種基本類(lèi)型的數(shù)字孿生：

• 產(chǎn)品的數(shù)字雙胞胎模擬各種場(chǎng)景中的任何物理對(duì)象性能，消除了多個(gè)原型并最大限度地縮短了總開(kāi)發(fā)時(shí)間。因此，制造商可以在虛擬環(huán)境中添加所需的調(diào)整，以在產(chǎn)品上線之前測(cè)試和驗(yàn)證產(chǎn)品的功能、安全性和質(zhì)量。
• 例如，勞斯萊斯使用風(fēng)扇葉片的數(shù)字雙胞胎來(lái)制造其 UltraFan 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn) 25% 的燃料消耗效率。
• 庫(kù)卡機(jī)器人的生產(chǎn)和維護(hù)依賴(lài)于他們的數(shù)字雙胞胎。
• 作為最大的航空航天制造商之一，波音公司獲得了其飛機(jī)的數(shù)字雙胞胎，從而使整個(gè)飛機(jī)生命周期中的首次質(zhì)量和性能提高了 40%。
• 英國(guó)的鐵路網(wǎng)絡(luò)以其 16,270 公里鐵路網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字雙胞胎令人印象深刻，該網(wǎng)絡(luò)旨在自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程，顯著節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)測(cè)量的成本和時(shí)間。
• 另一個(gè)更不尋常的用例是涵蓋建筑、工程和施工需求的智慧城市的數(shù)字孿生。城市是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)對(duì)象。
• 市政當(dāng)局向前邁進(jìn)了一步，將數(shù)字孿生技術(shù)納入其城市發(fā)展和管理戰(zhàn)略。
• 在過(guò)去的幾年里，這一趨勢(shì)越來(lái)越受到關(guān)注。截至今天，有一個(gè)城市升級(jí)計(jì)劃虛擬新加坡投資超過(guò) 7000 萬(wàn)美元用于開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài) 3D 城市建模平臺(tái)。新加坡的數(shù)字孿生將允許可視化新的智能建筑如何適應(yīng)當(dāng)前的首都城市基礎(chǔ)設(shè)施以及促進(jìn)道路建設(shè)規(guī)劃、安裝等。

  在太陽(yáng)能生產(chǎn)方面，可以使用陽(yáng)光明媚的新加坡的 DT 來(lái)分析哪些建筑物是安裝太陽(yáng)能電池板和積累最多能源的最佳選擇。太陽(yáng)能預(yù)測(cè)還可以幫助根據(jù)季節(jié)預(yù)測(cè)能源消耗峰值。

• 荷蘭第二大城市鹿特丹也計(jì)劃利用城市的數(shù)字孿生來(lái)改善基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)、能源效率、道路和水上交通，以及優(yōu)化消防員在緊急情況下的工作等。
• 然而，英國(guó)計(jì)劃通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)名為“Brit-twin”的國(guó)家 DT來(lái)?yè)屨忌鲜龀鞘械娘L(fēng)頭，這將是整個(gè)英國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的全面數(shù)字復(fù)制品。

生產(chǎn)的數(shù)字孿生是虛擬調(diào)試。虛擬調(diào)試有望重塑不同行業(yè)的制造業(yè)。一種數(shù)字孿生專(zhuān)注于車(chē)間的數(shù)字化和完全自動(dòng)化。

• Tronrud 和 Siemens主要在包裝設(shè)備工程中使用數(shù)字雙胞胎。由于數(shù)字孿生適用于任何行業(yè)，因此虛擬調(diào)試已用于鋸床（ABB 和 HewSaw）的生產(chǎn)。
• 用于機(jī)器人（西門(mén)子工廠）、石油和天然氣設(shè)施（Kongsberg）的電機(jī)組裝。
• BP 是一家重要的英國(guó)石油和天然氣公司，擁有一個(gè)名為 APEX 的數(shù)字雙胞胎，這是一個(gè)模擬和監(jiān)控系統(tǒng)，可幫助工程師將生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化時(shí)間從幾小時(shí)縮短到 20 分鐘。

性能數(shù)字雙胞胎收集產(chǎn)品、機(jī)器和整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以模擬和預(yù)測(cè)性能故障、能耗峰值以及停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

• 數(shù)字孿生技術(shù)允許通用電氣監(jiān)控其風(fēng)力渦輪機(jī)的性能并監(jiān)督其風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)力。
• 壓縮空氣和真空產(chǎn)品制造商Kaeser Compressors使用其壓縮機(jī)的數(shù)字雙胞胎來(lái)預(yù)測(cè)它們何時(shí)可能出現(xiàn)故障，從而有助于最大限度地減少停機(jī)時(shí)間。

盡管現(xiàn)實(shí)世界中 DT 用例的數(shù)量只會(huì)越來(lái)越多，但許多制造商仍然謹(jǐn)慎行事，因?yàn)樵诳朔鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試方法方面存在許多挑戰(zhàn)。

或許，出于這個(gè)原因，A-STAR 和 ARTC（研究和技術(shù)中心）創(chuàng)建了一個(gè)測(cè)試平臺(tái)或數(shù)字孿生平臺(tái)，使組織能夠開(kāi)發(fā)和測(cè)試其用于制造設(shè)備的 DT PoC。

工廠、車(chē)間的重組以及培訓(xùn)人們?cè)诠ぷ鲌?chǎng)所使用數(shù)字雙胞胎將是另一個(gè)需要大量投資的重大挑戰(zhàn)。好消息是，這種技術(shù)趨勢(shì)的采用只會(huì)增加。尤其是在 Gartner 將 DT 視為未來(lái)幾年將推動(dòng)不同行業(yè)顛覆的頂級(jí)技術(shù)之一之后。

什么是虛擬調(diào)試及其好處

數(shù)字孿生技術(shù)推動(dòng)了虛擬調(diào)試——一種構(gòu)建真實(shí)制造環(huán)境的 3D 虛擬復(fù)制品的實(shí)踐。虛擬調(diào)試的出現(xiàn)受到實(shí)際調(diào)試可能占整個(gè)項(xiàng)目交付的 20% 的事實(shí)的影響。

此外，自動(dòng)化水平的提高及其制造的復(fù)雜性使得無(wú)法堅(jiān)持舊的預(yù)調(diào)試模式。

簡(jiǎn)而言之，虛擬調(diào)試是工廠/工廠、車(chē)間或小型制造單元或機(jī)器的模擬模型（數(shù)字雙胞胎）?；灸康氖翘摂M模擬和運(yùn)行整個(gè)或部分生產(chǎn)過(guò)程。它還通過(guò)在生產(chǎn)線啟動(dòng)之前應(yīng)用技術(shù)來(lái)測(cè)試重要功能和性能。

該測(cè)試允許檢測(cè)和消除設(shè)計(jì)缺陷、PLC 代碼中的錯(cuò)誤，例如，并提前解決一系列技術(shù)、功能或性能問(wèn)題。

一項(xiàng)調(diào)查顯示，由于生產(chǎn)系統(tǒng)一開(kāi)始就具有更高的質(zhì)量，因此實(shí)際調(diào)試（實(shí)際系統(tǒng)和控制器）的時(shí)間可以減少 75% 。

強(qiáng)烈建議對(duì)機(jī)器人、PLC（可編程邏輯控制器）、NC（數(shù)控）機(jī)器、VFD（變頻驅(qū)動(dòng)器）和電機(jī)等自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行虛擬調(diào)試，以降低過(guò)程停機(jī)和轉(zhuǎn)換的風(fēng)險(xiǎn)。

考慮虛擬調(diào)試的其他好處：

• 加快現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和生產(chǎn)線設(shè)置；
• 將設(shè)備故障、碰撞和停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低；
• 簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的軟件測(cè)試流程——工廠驗(yàn)收測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試；
• 優(yōu)化高度復(fù)雜的生產(chǎn)線的生產(chǎn)周期；
• 減少原型浪費(fèi)并節(jié)省昂貴材料；
• 早期檢測(cè)到的軟件錯(cuò)誤會(huì)產(chǎn)生更少的費(fèi)用。

這些和其他好處是制造商渴望實(shí)施虛擬調(diào)試軟件的主要原因。未來(lái)，該技術(shù)將構(gòu)成所有生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化，以適應(yīng)工業(yè) 4.0 的要求。

市場(chǎng)上已經(jīng)提供虛擬調(diào)試解決方案和數(shù)字孿生解決方案的最重要參與者是 Siemens (Tecnomatix)、Dassault Systemes (DELMIA)、Visual Components Essentials、Machining (industrialPhysics)、MapleSoft (MapleSim) 等。

數(shù)字線程與數(shù)字孿生

PLM 以及 PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）的另一個(gè)常見(jiàn)概念是數(shù)字線程，它有助于確保采用端到端的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 驅(qū)動(dòng)的制造。當(dāng)制造商開(kāi)始競(jìng)相實(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)化時(shí)，兩種技術(shù)（Twin 和 Thread）都作為其不可替代的成分出現(xiàn)了。

Digital Thread 是一個(gè)允許集成孤立元素的框架，包括復(fù)雜制造過(guò)程的所有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此外，它還建議在每個(gè)階段都涉及多個(gè)參與者的相互聯(lián)系的溝通。

對(duì)比術(shù)語(yǔ)，數(shù)字線程是整個(gè)制造價(jià)值鏈的數(shù)字表示——從需求和設(shè)計(jì)階段到組裝。

然后是售后支持。數(shù)字孿生——是資產(chǎn)的數(shù)字表示。同時(shí)，Digital Thread 可以提高 Digital Twin 的可追溯性。可追溯性跨越所有生命周期階段，因此為制造商帶來(lái)以下好處：

• 縮短開(kāi)發(fā)生命周期并降低成本。
• 通過(guò)最大限度地減少缺陷和減少停機(jī)時(shí)間，通過(guò)整個(gè)價(jià)值鏈、產(chǎn)品質(zhì)量和性能不斷增強(qiáng)產(chǎn)品。
• 提高整體制造流程和運(yùn)營(yíng)的透明度和效率。這種效率是由于多個(gè)團(tuán)隊(duì)之間改進(jìn)的跨學(xué)科協(xié)作共享相同的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行決策。
• 加快制造速度、提高生產(chǎn)力和靈活性。
• 最重要的是，數(shù)字線程與 PLM 相結(jié)合，可以轉(zhuǎn)變整個(gè)制造交付模式，專(zhuān)注于持續(xù)改進(jìn)。

目前，Digital Thread 以及 Digital Twin 技術(shù)是關(guān)鍵的創(chuàng)新戰(zhàn)略。西門(mén)子、通用電氣、IBM、微軟和甲骨文等公司都使用這些流程。

2017 年，Aberdeen Group 的研究報(bào)告稱(chēng)，一流的公司已經(jīng)部署了 PLM 解決方案。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)（53% 的公司）、制造過(guò)程（55% 的公司）和生產(chǎn)階段（57% 的公司）中依賴(lài)數(shù)字線程技術(shù)。

盡管數(shù)字線程首先用于航空航天和國(guó)防。近年來(lái)，汽車(chē)、交通運(yùn)輸、能源和公用事業(yè)以及機(jī)器制造已成為最重要的行業(yè)（占全球總量的 85%）。

這些成功影響了數(shù)字線程市場(chǎng)的增長(zhǎng)。最新報(bào)告稱(chēng)，2019 年全球市場(chǎng)規(guī)模只會(huì)增加 1 億美元，到 2024 年收入的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到 49.6%。

推動(dòng)數(shù)字孿生進(jìn)化的關(guān)鍵技術(shù)

在過(guò)去的幾年里，數(shù)字雙胞胎和后來(lái)的數(shù)字線程是如何成為如此令人向往的技術(shù)的？數(shù)字孿生定義由 Grieves 博士在 2002 年進(jìn)行了解釋?zhuān)⒈环Q(chēng)為“PLM 的概念理想”或“信息鏡像模型”。

NASA 和美國(guó)空軍首先使用了這項(xiàng)技術(shù)。1970 年的阿波羅 13 號(hào)小組救援行動(dòng)也使用了這項(xiàng)技術(shù)。在此過(guò)程中，NASA 使用鏡像系統(tǒng)（數(shù)字雙胞胎的先前技術(shù)）探索開(kāi)放空間并模擬將宇航員送回家的最佳方式。

當(dāng)時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)并沒(méi)有得到制造商的太多支持，直到行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者在 Gartner 的報(bào)告中遇到了這個(gè)術(shù)語(yǔ)。該報(bào)告將 DT 描述為“物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)”。

當(dāng)技術(shù)開(kāi)拓者對(duì)該技術(shù)的興趣開(kāi)始增長(zhǎng)時(shí)，Digital Twin 加入了2017 年和 2019 年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)的名單。Digital Twin 解決方案與 AI 和區(qū)塊鏈技術(shù)一起運(yùn)行良好。截至今天，75% 的受訪組織計(jì)劃或已經(jīng)使用 DT 技術(shù)。

1970 年和 2002 年的數(shù)字孿生技術(shù)到底是什么？當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)缺乏什么——但在 2019 年已經(jīng)可以提供給制造商了？

物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算

另一個(gè)巨大的技術(shù)趨勢(shì)——物聯(lián)網(wǎng)——的興起以及它成功融入我們的日常生活，催生了使用數(shù)字孿生的想法。多年來(lái)，這個(gè)想法不得不塵埃落定（例如，聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)以及整個(gè)概念。想想：“連接到一切”、自動(dòng)駕駛、Alexa 等智能助手等）。

是什么促使物聯(lián)網(wǎng)成為主流？

• 連接到云的傳感器成本相對(duì)降低；
• 增加云存儲(chǔ)量和數(shù)據(jù)吞吐能力；
• 計(jì)算能力的顯著增長(zhǎng)；
• 改進(jìn)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬、速度、容量和減少的延遲。

物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算一起充當(dāng)“關(guān)鍵”。這是真實(shí)對(duì)象與其數(shù)字化身之間的連接，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和傳輸。數(shù)據(jù)收集由 DT 處理，為資產(chǎn)（系統(tǒng)或設(shè)備）提供“通信”能力。

然后，通信會(huì)傳遞有關(guān)健康和表現(xiàn)的信息。由于物聯(lián)網(wǎng)傳感器安裝在物理對(duì)象上并連接到云，物理和數(shù)字雙胞胎可以持續(xù)交互。從它們收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是饋送到虛擬對(duì)應(yīng)物的輸入，可用于 PLM 優(yōu)化。

與人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)一起，數(shù)字孿生可以賦能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。但更重要的是——它使復(fù)雜操作的自動(dòng)化成為智能制造的主要優(yōu)先事項(xiàng)。

在 Forrester 報(bào)告中，已經(jīng)有 15 家公認(rèn)的 IIoT 軟件提供商（如 IBM、SAP、亞馬遜、博世、西門(mén)子、微軟、日立等）。這些公司中的每一個(gè)都專(zhuān)注于將數(shù)字孿生軟件和企業(yè)解決方案與富有洞察力的數(shù)據(jù)分析相結(jié)合。

IDC透露，2019 年，各行各業(yè)的制造商預(yù)計(jì)將在其物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)以及生產(chǎn)資產(chǎn)管理系統(tǒng)上投資 1970 億美元。更令人震驚的是，今年全球物聯(lián)網(wǎng)總支出很可能約為 7450 億美元，而 2018 年為 6460 億美元。

大數(shù)據(jù)分析

為了處理從傳感器連續(xù)接收的大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生應(yīng)該與用于組織、分析結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為可操作的洞察力的大數(shù)據(jù)分析相集成。

它們相結(jié)合可以增強(qiáng)整個(gè)產(chǎn)品生命周期（從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到維護(hù)、維修和運(yùn)營(yíng)）。

根據(jù)這項(xiàng)研究，大數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生的融合促進(jìn)了跨行業(yè)的智能制造的建立，消除了“不同 PLM 階段之間的障礙”。通過(guò)這種方式，它減少了整體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，尤其是驗(yàn)證時(shí)間。

預(yù)測(cè)分析

借助預(yù)測(cè)分析模型，數(shù)字雙胞胎還包含實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)的基本指標(biāo)。維護(hù)基于風(fēng)險(xiǎn)因素、故障、所需維護(hù)、操作場(chǎng)景的歷史數(shù)據(jù)。

預(yù)測(cè)分析還考慮了機(jī)器配置，甚至能源消耗（剩余使用壽命、平均故障時(shí)間、平均故障間隔時(shí)間、壽命結(jié)束指標(biāo)）。

更重要的是，數(shù)字化身可以使用預(yù)測(cè)分析算法和接收到的數(shù)據(jù)來(lái)運(yùn)行以行為為中心的模擬。這些算法可以在虛擬世界中運(yùn)行，以預(yù)測(cè)設(shè)備在特定情況下的“行為”。

總會(huì)有一些條件需要注意，例如極端的操作條件。此外，制造商可以通過(guò)先前使用數(shù)字雙胞胎運(yùn)行模擬來(lái)決定最相關(guān)的維護(hù)方案，并培訓(xùn)員工如何首先將它們應(yīng)用于虛擬環(huán)境中的設(shè)備。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

集成到數(shù)字孿生創(chuàng)建中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的進(jìn)步改進(jìn)了將 3D 孿生模型的圖像覆蓋在其物理對(duì)象上的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。此外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用以及數(shù)字孿生可以應(yīng)用于整個(gè)價(jià)值鏈（例如，汽車(chē)研發(fā)、制造、供應(yīng)、銷(xiāo)售和支持中的 AR）。

這些技術(shù)相結(jié)合，可提供物理對(duì)應(yīng)物的 360° 視圖，實(shí)時(shí)了解其動(dòng)態(tài)，從而促進(jìn)決策制定。這些決策還包括加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)——其測(cè)試、改進(jìn)和協(xié)助配置指導(dǎo)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

將 DT 與 AR 集成的另一個(gè)用例是虛擬雙胞胎，它允許將數(shù)字雙胞胎與其遠(yuǎn)程物理對(duì)應(yīng)物連接起來(lái)。西門(mén)子推出了Virtual Twin 的 PoC，“物理智能工廠的 3D 模型”。

通過(guò)使用 Microsoft HoloLens，技術(shù)人員和工程師可以更快地訪問(wèn)智能工廠的數(shù)字孿生和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以遠(yuǎn)程控制和管理車(chē)間。

總而言之，在本文中，我們嘗試采用數(shù)字孿生技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，密切關(guān)注虛擬調(diào)試及其對(duì)制造商的好處。我們還描述了數(shù)字線程和數(shù)字孿生之間的本質(zhì)區(qū)別，以及驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生的一些關(guān)鍵技術(shù)。