什么是數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生就是簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的克隆體，是在原有的基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)三維可視化，數(shù)字孿生多樣化數(shù)據(jù)融合，多層虛擬現(xiàn)實(shí)世界生成，用戶可以更直觀方便的接受各方面數(shù)據(jù)信息，提高效率，

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我們?yōu)橐蛔S建立數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過(guò)3D建模，在電腦里復(fù)制工廠里的物理對(duì)象，并模擬工廠在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、制造，乃至整個(gè)整個(gè)工廠進(jìn)行虛擬仿真，從而提高產(chǎn)品研發(fā)、制造的生產(chǎn)效率；提前預(yù)判出錯(cuò)的可能，實(shí)現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)成本、降低生產(chǎn)損耗的目的。

要建立數(shù)字孿生工廠，簡(jiǎn)單來(lái)講，需要兩步：

1.設(shè)備同步。搭建一套基于真實(shí)生產(chǎn)線的虛擬生產(chǎn)線，對(duì)真實(shí)設(shè)備進(jìn)行3D建模，將3D模型放置到線上虛擬場(chǎng)景內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)生產(chǎn)線和虛擬生產(chǎn)線一 一對(duì)應(yīng)。如果想要對(duì)整座工廠建立數(shù)字孿生系統(tǒng)，需要對(duì)廠房、道路、樹(shù)木、人物等所有要素都進(jìn)行數(shù)字化建模。

2.數(shù)據(jù)同步：車間里真實(shí)設(shè)備，是通過(guò)PLC驅(qū)動(dòng)讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)既定的動(dòng)作。我們通過(guò)采集PLC數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)虛擬系統(tǒng)里的設(shè)備模型，進(jìn)行同樣的既定動(dòng)作，就能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)設(shè)備與虛擬設(shè)備的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。除了設(shè)備數(shù)據(jù)之外，還需要安裝攝像頭、傳感器等等其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠和車間更多數(shù)據(jù)的采集，比如人員數(shù)據(jù)、人員位置數(shù)據(jù)，設(shè)備數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也需要同步到系統(tǒng)中。

有了對(duì)工廠和車間高度仿真的三維建模，三維建模接入了工廠車間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，監(jiān)控人員坐在監(jiān)控室內(nèi)，看著虛擬的生產(chǎn)線，就能實(shí)時(shí)了解真實(shí)車間的工作狀態(tài)，不需要到車間巡視檢查，通過(guò)虛擬生產(chǎn)線的數(shù)字孿生世界，就能更加清晰的了解到真實(shí)生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)狀況。

1.人員管理：監(jiān)控室可以直觀地看到車間里的工人是否在自己的工位上，正在執(zhí)行什么任務(wù)，工作效率怎么樣，連續(xù)工作多長(zhǎng)時(shí)間了，什么人在什么時(shí)候出現(xiàn)在了危險(xiǎn)工作區(qū)，對(duì)講機(jī)一呼叫，就可能讓一個(gè)人脫離危險(xiǎn)；

2.設(shè)備管理：整個(gè)車間的運(yùn)行狀況一目了然，哪一個(gè)加工中心連續(xù)運(yùn)行3天了，哪一臺(tái)車床經(jīng)常處于閑置狀態(tài)，哪個(gè)齒輪箱的高速軸承溫度超標(biāo)了，哪個(gè)電機(jī)的震動(dòng)超標(biāo)，這些數(shù)據(jù)都能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，準(zhǔn)確預(yù)判設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)將有問(wèn)題的部位通過(guò)3D可視化手段直觀表現(xiàn)出來(lái)，非常方便管理人員排查隱患；

3.運(yùn)維管理：管理人員直觀看到生產(chǎn)線的工作狀態(tài)報(bào)告，上面清晰列明了設(shè)備排產(chǎn)是否飽滿、是否有工序堆積、堆積的原因是什么、是否有加工單元閑置、閑置的原因是什么，人流、物流、AGV是夠沖突，哪里交通容易擁堵，使現(xiàn)場(chǎng)人員更高效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的管理；

4.項(xiàng)目管理：每個(gè)訂單定了多少個(gè)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品的部件分配到哪個(gè)工序了，在哪個(gè)設(shè)備上加工的，生產(chǎn)進(jìn)度怎么樣，提前完成的是否做好了防護(hù)和入庫(kù)，排產(chǎn)延期的具體原因是什么，有了這些一手信息，才能讓企業(yè)經(jīng)營(yíng)者更準(zhǔn)確的做決策；

5.能源管理：系統(tǒng)可以整合出整個(gè)車間的生產(chǎn)消耗，如焊條、刀具、潤(rùn)滑油等耗材消耗，管材、板材、型材等原材料消耗、水電氣等能源消耗、污水廢氣粉塵等污染物排放、形成損耗和排放的綜合數(shù)據(jù)分析報(bào)告，讓管理者對(duì)成本一目了然；

6.生產(chǎn)調(diào)度預(yù)判：根據(jù)輸入到系統(tǒng)的排產(chǎn)表，數(shù)字孿生系統(tǒng)能提前預(yù)判生產(chǎn)線下一天的產(chǎn)能，并生成一天產(chǎn)能所需的耗材清單及數(shù)量， 隨著系統(tǒng)不斷地的自我學(xué)習(xí)，預(yù)判功能會(huì)越來(lái)越準(zhǔn)確，可隨著排產(chǎn)表的不斷變化，預(yù)判出一周、半個(gè)月或一個(gè)月的產(chǎn)能，幫助決策者進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度管理。

設(shè)想一下，如果整座城市都建立了數(shù)字孿生世界，那么城市的管理是多么的一目了然。