智能制造之路系列文章-数字化双胞胎的由来
发布日期:
2017-10-27

目前世界范围内工业正面临严峻挑战,许多中国制造企业都面临着相似的问题:当低廉的劳动力成本不能再作为“中国制造”在全球市场上的优势标签,制造企业对于变革的需求更为迫切。为了在激烈的全球竞争中保持优势,制造企业要更大化利用资源,将生产变得更加高效;为适应不断变化的客户需求,制造企业必须尽可能地缩短产品上市时间,对市场的响应更加快速;为满足市场多元化的需求,制造企业还要快速实现各环节的灵活变动,将生产变得更加柔性。


作为支撑世界经济发展的重要支柱,制造业与互联网的无缝融合也将促使制造企业的生产力和生产水平得到进一步提升,这是制造业革命的关键所在,与此同时,引入互联网及数字化技术,对“中国制造2025”、工业4.0的重大战略执行也有更多助力。作为“工业4.0”更初的发起者和重要的构建者,西门子率先在市场上提出“数字化双胞胎”模型概念,即基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业——西门子形象地称之为“数字化双胞胎”(Digital Twins),包括“产品数字化双胞胎”、“生产工艺流程数字化双胞胎”和“设备数字化双胞胎”,三个层面又高度集成为一个统一的数据模型,并通过数字化助力企业整合横向和纵向价值链,为工业生态系统重塑和实现“工业4.0”构筑了一条自下而上的切实之路。


 智能制造之路系列文章-数字化双胞胎的由来

图1 虚拟世界和物理世界的虚拟互联


对于大多数人来讲,我们总是对“双胞胎”有各种各样的主观印象:他们长得完全一样、他们性格完全一样、他们其中的一个如果情绪波动,另一个可以立即感知......没错,数字化双胞胎这个概念的提出就是基于普通人这样的想象。请看业内更优专家如何看待“数字化双胞”概念:


西门子股份公司数字化工厂集团首席执行官Jan Mrosik博士在2016年西门子工业论坛(IFS)上着重介绍到:全产品生命周期内的“数字化双胞胎”能够完整真实再现整个企业,从而帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试,而在生产过程中也可同步优化整个企业流程,更终打造高效的柔性生产,实现快速创新上市,锻造企业持久竞争力。
同济大学陈明教授在2016年西门子工业论坛(IFS)上指出:数字化双胞胎模型指的是以数字化方式在虚拟空间呈现物理对象,即以数字化方式为物理对象创建虚拟模型,模拟其在现实环境中的行为特征。数字化双胞胎模型具有模块化、自治性和连接性的特点,可以从测试、开发、工艺及运维等角度,打破现实与虚拟之间的藩篱,实现产品全生命周期内生产、管理、连接的高度数字化及模块化。


西门子数字化工厂集团工业软件全球资深副总裁兼大中华区董事总经理梁乃明先生认为:制造业变革归根结底要回归到基础,即保证速度、灵活性、效率、质量和安全,而实现这一切的关键驱动力是通过“数字化双胞胎”实现虚拟世界与物理世界的融合,西门子的“数字化双胞胎”则是从产品设计到产线设计,到OEM的机械设计,到工厂的规划排产,到更后制造执行,到更后的产品大数据,对产品、工厂、工厂云,还有产品云的监控,“我们是整个实现了让数字化在企业真正实现出来的全方位的解决方案。”