如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的起源

來源: 發(fā)布時間:2023-04-20

數(shù)字孿生技術(shù)當前幾乎沒有實用價值!什么是數(shù)字孿生呢?用大白話來說,就是產(chǎn)品從研發(fā)開始,就繪制三維模型。這些模型會給到工藝、制造、物流、客戶、運維手中,減少他們的工作量。同時,客戶、運維一方拿到三維模型后,可以用于構(gòu)建虛擬廠房,在傳感器配合下實現(xiàn)監(jiān)控、檢修、模擬等等場景。聽著非常美好,但是實際上存在幾個問題,目前完全沒法實施:數(shù)字孿生要求研發(fā)制造企業(yè)實施三維管理,用三維圖紙?zhí)鎿Q二維圖紙。三維圖紙是3d零件組成的裝配圖。而裝配圖本質(zhì)上是零件位置關(guān)系圖,打開裝配圖前要先根據(jù)名稱在當前文件夾下找同名的零件。每個裝配圖都要對應(yīng)一個文件夾,里面放滿所需的零件。事實上,正是管理難、變更難、應(yīng)用難,導(dǎo)致裝備制造業(yè)都還在使用二維圖紙。他們都試點過三維管理,都失敗了。數(shù)字孿生系統(tǒng)的介紹。如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的起源

在產(chǎn)品的整個生命周期演變過程中,其數(shù)字孿生模型的數(shù)字化實現(xiàn)可以用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖來表示,顧名思義,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖是對產(chǎn)品不同階段數(shù)字孿生模型和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化組織,從而對數(shù)字孿生模型和數(shù)據(jù)進行瀏覽、查看、訪問和應(yīng)用。在設(shè)計管理過程中,產(chǎn)品數(shù)字孿生在產(chǎn)品設(shè)計階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計視圖(As-Designed)。在生產(chǎn)管理過程中,生產(chǎn)數(shù)字孿生在產(chǎn)品制造階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)制造視圖(As-Manufactured)。在產(chǎn)品生產(chǎn)、交付并進入使用開始維護后,性能數(shù)字孿生在這個階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)維護視圖(As-Maintained)。臨平區(qū)中國的數(shù)字孿生系統(tǒng)的發(fā)展前景如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)?

設(shè)計驗證階段的數(shù)字孿生,這里主要有CAD計算機輔助技術(shù)決定建模范圍,有CAE有限元分析決定仿真模型。通常采用的CAD由Autocad、solidworks、catia、revit、等cad建模軟件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型,采用Ansys為的有限元分析軟件,進行各種緯度的分析,例如力學仿真、電磁仿真、模流分析、空氣擴散分析等等。解決了材料選型,材料優(yōu)化,結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題。生產(chǎn)管理階段的數(shù)字孿生,這里主要有物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)可視化為主的數(shù)字孿生技術(shù)組成,但是其內(nèi)核是工業(yè)規(guī)劃與工業(yè)仿真軟件為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)可視化與物聯(lián)網(wǎng)為指標呈現(xiàn),以時空回溯降本增效為價值。不是以看看,裝逼營銷為主。純粹好看的數(shù)字孿生都是過渡數(shù)字孿生,那不是數(shù)字孿生那是營銷,不是數(shù)字孿生。這里主要采用的規(guī)劃以及仿真軟件技術(shù)工具為delmia、flexim、Tecnomatix。數(shù)據(jù)采集的為wincc為的一系列組態(tài)軟件。解決了科學管理,解決了通過對空間規(guī)劃的合理利用,獲得了高效產(chǎn)能的降本增效的問題,以及對時間維度的回溯,勘探發(fā)現(xiàn)新的歷史遺留問題,對產(chǎn)線以及生產(chǎn)單元進行優(yōu)化和迭代的解決方案。生產(chǎn)運維環(huán)境的數(shù)字孿生,產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施類似于道路橋梁、等生產(chǎn)完畢后抵達業(yè)主方現(xiàn)場投入使用階段.

實現(xiàn)數(shù)字孿生的技術(shù)是數(shù)字化,數(shù)字化在這里面有幾個方面的含義:首先,數(shù)字化是手段或工具而不是知識,因此這個角度既不是應(yīng)用角度,也不是業(yè)務(wù)角度。其次,數(shù)字化是一個平臺,允許在工具、系統(tǒng)、流程中在組織內(nèi)部或外部捕獲知識。數(shù)字化可以捕獲下列幾個方面:現(xiàn)實(準確的模型)、客戶使用(正確的邊界條件)、可以進行系統(tǒng)級仿真。另外,數(shù)字化為工廠和生產(chǎn)工程人員提供輸入。具體來說,數(shù)字孿生主要包括三個孿生模型:產(chǎn)品孿生模(ProductDigitalTwin)、生產(chǎn)孿生模型(ProductionDigitalTwin)、性能孿生模型(PerformanceDigitalTwin)。數(shù)字孿生系統(tǒng)的意義是什么?

數(shù)字孿生的技術(shù)體系,站在技術(shù)的角度來看,數(shù)字孿生的技術(shù)體系是非常龐大的。它的感知、計算和建模過程,涵蓋了感知控制、數(shù)據(jù)集成、模型構(gòu)建、模型互操作、業(yè)務(wù)集成、人機交互等諸多技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)字孿生的技術(shù)競爭,實際上是云計算、大數(shù)據(jù)、3D建模、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及人工智能等ICT先進技術(shù)綜合實力的博弈。比如,如果把數(shù)字孿生的構(gòu)建比作“數(shù)字人”的創(chuàng)造,則其的建模過程相當于骨架的搭建過程;采集數(shù)據(jù)、開展數(shù)據(jù)治理和大數(shù)據(jù)分析,相當于生成人的肌肉組織;數(shù)字孿生系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如何傳輸?臨平區(qū)如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)

數(shù)字孿生系統(tǒng)的需求分析。如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的起源

即使從“相像”來看,在所指上也并非限于“雙”,因為“雙”字會把更多的潛在應(yīng)用場景限制住——彼此相像的虛實映射事物未必只有貌似常見的“一對一”關(guān)系,其實還有以下虛實映射對應(yīng)關(guān)系:“一對多”——一個物理實體對應(yīng)多個數(shù)字虛體(一臺汽車發(fā)動機可有D/N/S等不同的駕駛擋位,啟動/高速/低速/磨合/磨損等不同的工作狀態(tài),對此,在車載軟件中用不同的參數(shù)和軟件模型來描述和調(diào)控);“多對一”——多個物理實體對應(yīng)一個數(shù)字虛體(例如同型號不同尺寸的螺栓或鉚釘對應(yīng)同一個三維CAD模型);“多對多”——更為一般化的設(shè)備工作場景(例如設(shè)計階段因數(shù)字化“構(gòu)型/配置”不同而產(chǎn)生了系列化物理設(shè)備及其數(shù)字孿生體,這些設(shè)備及其數(shù)字孿生體又置身于多種實物工作場景和數(shù)字場景)。如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的起源

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