2022年全國兩會期間，“數(shù)字孿生”成打榜熱詞。全國人大代表高鈺表示，數(shù)字孿生技術(shù)作為解決智能制造信息物理融合難題和踐行智能制造理念的關(guān)鍵技術(shù)，在智能研發(fā)、智能生產(chǎn)、智能管理、智能服務(wù)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對于推動工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展具有重要意義。

1.數(shù)字孿生是什么？

數(shù)字孿生是后信息時代承接數(shù)字時代的重要數(shù)字技術(shù)之一，該技術(shù)充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生技術(shù)對工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型有著至關(guān)重要的作用。

2.數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用

基于硬件平臺研發(fā)的軟、硬件數(shù)字孿生項(xiàng)目，廣泛應(yīng)用于工廠數(shù)字化的頂層設(shè)計、生產(chǎn)制造、實(shí)施使用及優(yōu)化升級各種場景中。數(shù)字孿生中工業(yè)仿真致力于為客戶提供最優(yōu)的全方位數(shù)字化仿真解決方案。工業(yè)仿真覆蓋的業(yè)務(wù)范圍包括產(chǎn)線布局規(guī)劃設(shè)計、非標(biāo)自動化設(shè)計、VR人機(jī)交互實(shí)訓(xùn)等，隨著工業(yè)仿真應(yīng)用的不斷深化和拓展，數(shù)字孿生不斷被工業(yè)界所關(guān)注。

當(dāng)涉及到新工廠設(shè)計和舊工廠改造時，首先要考慮如何設(shè)計最合理的產(chǎn)線布局，最大化利用空間、提高產(chǎn)能，避免產(chǎn)線實(shí)施落地后才暴露諸多設(shè)計問題，徒增資源和時間成本。傳統(tǒng)的布局設(shè)計借助“2D圖紙”和“現(xiàn)場搭箱”方式，不但效率低下方案還得不到充分驗(yàn)證。而通過仿真軟件自帶的參數(shù)化3D模型，布局方案設(shè)計和更改效率可得到極大提升，并通過不斷優(yōu)化迭代產(chǎn)線布局方案形成最優(yōu)設(shè)計。

自動化雖然可以極大地提高生產(chǎn)效率，但現(xiàn)階段自動化方案普遍存在設(shè)計周期長，投入成本高、依賴外部供應(yīng)商等弊端，工廠端缺乏對自動化整體方案進(jìn)行有效的設(shè)計、評估和優(yōu)化的能力。利用軟件仿真虛擬調(diào)試功能，可在仿真環(huán)境中對設(shè)備間的信號邏輯和PLC控制程序進(jìn)行預(yù)先設(shè)計和驗(yàn)證，再導(dǎo)入現(xiàn)場設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人和設(shè)備之間的信號控制邏輯設(shè)計。

全國人大代表、紅旗工廠員工齊嵩宇提出，生產(chǎn)制造在崗位培訓(xùn)中，傳統(tǒng)的視頻影像培訓(xùn)無法準(zhǔn)確涵蓋不同工業(yè)場景中實(shí)際的機(jī)理模型、數(shù)值及程序配置，技能培訓(xùn)仍然依賴師帶徒的口口相傳。齊嵩宇認(rèn)為，隨著以數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)為代表的新技術(shù)成熟，使得真實(shí)工業(yè)場景有了可低成本固化的方法，能夠?qū)⒏呒寄芄と?、大國工匠的“絕活”“絕技”打造成可以用于訓(xùn)練的場景、程序和工藝庫，其工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將基于三維場景還原，高技能人才的經(jīng)驗(yàn)和知識得以傳承，易于工廠仿真場景快速學(xué)習(xí)，反復(fù)驗(yàn)證。

3.數(shù)字孿生怎么實(shí)現(xiàn)？

隨著工業(yè)數(shù)字化、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入，使得數(shù)字孿生成為可能，數(shù)字孿生旨在構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)世界實(shí)時共生的數(shù)字仿真世界。在搭建好與現(xiàn)實(shí)1:1的數(shù)字運(yùn)動模型后，依賴現(xiàn)實(shí)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時驅(qū)動仿真環(huán)境，達(dá)到與現(xiàn)實(shí)世界信息實(shí)時同步的效果。同時，數(shù)字孿生平臺通過與SCADA、MES、大數(shù)據(jù)、ERP等外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互交，將數(shù)據(jù)集成在3D數(shù)字孿生環(huán)境中，可以更高效、直觀地對業(yè)務(wù)現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)警、管理和執(zhí)行。