数字化孪生体可提升制造效率

想象一下这种情形：在投入设计、调试和优化生产所需的资源之前，您可以对新产品或新过程的设计进行仿真。数字化孪生体（有形资产的虚拟、“逼真”复制品）让这一愿景成为现实。

数字化孪生体是一个概念，并不是一个通用的定义。例如，我们已经发现至少有 11 种不同类型的数字化孪生体，可应用于三个不同的主要阶段：设计、操作和维护。这相当于 30 多种潜在用例，而这还仅仅是在制造领域。如果再考虑安装/调试和停用阶段，用例甚至会更多。

例如，有些用户依靠数字化孪生体来优化产品或制造过程的设计，而另一些用户将其用于优化产品生产或生产线维护。无论您关注的是设计、优化还是维护阶段，数字化孪生体的一个关键特性在于，它们是逼真的复制品，可针对仿真环境的刺激不断学习和改变。

数不胜数的场景

数字化孪生体可应用于各种制造应用中。通常可应用数字化孪生体的三个阶段包括：设计、操作和维护。事实上，数字化孪生体可提供数不胜数的场景，因此其应用选项更加复杂。例如，您可以拥有设备（如驱动器或电机）、过程、制造单元或机器、整条生产线、工厂或一系列工厂（企业）、人员和客户行为的数字化孪生体。另外，数字化孪生体之间也不尽相同。

要发挥数字化孪生体的潜能，首先要确保您和用户就目标达成一致。讨论问题并就如何运用数字化孪生体解决该问题而达成一致，之后才可实现价值。例如：

您为产品设计而开发的数字化孪生体是否可用于预测何时需要维护？

设备的数字化孪生体是否可以用于机器或生产线操作的数字化孪生体？

如果您现在正使用数字化孪生体，您肯定已经获得了这些优势。然而，如果您进行扩展使用并设法在不同阶段间利用数字化孪生体，那么您会发现更多优势。

数字化孪生体有利于提升制造效率，为预测性维护奠定基础，从而尽可能提升生产率。

实际相关性

数字化孪生体可虚拟地模仿公司的机器、控制、过程、工作流程和系统。通过对数字化孪生体进行实验和改进，制造商可以通过以下方式深入了解资产的潜在实际行为：

• 在对机器进行原型设计或构建机器之前，对新设备配置进行试验，以优化质量、可靠性和速度
• 试验产线启动和生产规划/定序，以优化单个工厂或工厂组合的产品组合和产量
• 让生产员工（经理、一线操作员和维护技术人员）虚拟操作和维护新设备和产线，尽可能避免在现实中出现成本高昂的启动问题（质量差、安全问题、机器停机）
• 在设备和过程问题发生之前诊断并解决问题，并通过快速转换技术进行虚拟实验，以延长正常运行时间并提高生产率。之后，随着设备运行，持续改进团队会监视来自嵌入式智能设备的数据流，以进一步改善工作流程、转换时间和整体运营。

罗克韦尔自动化已帮助多个组织应用数字化孪生体。

例如，一家食品制造商在具体实施之前对工厂升级进行了测试和验证，帮助其减少了 80％ 的停机时间，并使吞吐量增加 10％ 以上。

另一家大型跨国公司对生产场景进行了虚拟测试（例如，增加产量以用于产品促销，改用成本较低的生产材料），在使用相同设备的情况下，节省了数百万美元。

Technology to Develop Digital Twins

Rockwell Automation Encompass Product Partner, Maplesoft, showcased their MapleSim software at Automation Fair in Philadelphia. MapleSim software is an advanced multidomain modeling and simulation tool for developing digital twins of production machines for conceptual design, for virtual commissioning and for component “right-sizing.”

MapleSim software integration with Studio5000 Simulation Interface can create a digital twin representation of a machine to run models in real time. This provides the capability to test the system in real time and helps companies reduce development risk and bring high-quality products to market faster.

Like any industry that faces fierce competition, the world of machine design is growing its ability to create advanced machines that perform without fail.

As new products push the limits of current engineering practices, new tools are required to assist engineers when their intuitions and current skillsets are being strained.

A digital twin is one of these new tools, and as their adoption continues, we can expect to see new products that push the limits of what is possible in the automation industry.

数字化孪生体的未来

随着全球竞争日益激烈，工业生产者不得不面临提高生产率的持续挑战，领先企业将继续利用新的颠覆性技术所带来的优势。数字化孪生体技术可帮助制造商在预算内按时生产更智能的产品。

最近，Gartner 的一项调查显示，虽然只有 13％ 的受访者声称已经采用数字化孪生体技术，但 62％ 的受访者要么正在构建这项技术，要么计划在明年构建。技术应用率的快速增长归因于技术供应商的广泛营销和培训，同时也在于数字化孪生体可提供商业价值，能够融入企业物联网和数字化战略。

现在正是深入了解数字化孪生体以及它们如何应用于不同场景的好时机，这样您就可以更快速、更统一地实现价值。