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树根荐读 | 工业数字孪生,带你走近新基建

2020
05/08
16:29

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提到作为新基建的工业互联网,首先要讲的一个概念就是“数字孪生Digital Twin”,或者说数字双胞胎、数字映像、机器数字双胞胎。

数字孪生的概念最早由密歇根大学的Michael Grieves博士于2002年提出(最初的名称为“Conceptual Ideal for PLM”),至今有超过15年的历史。但直到工业互联网的出现,数字孪生才真正得到了应用。

 

 什么是数字孪生 

 

数字孪生的官方解释非常复杂:“数字孪生,是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。”

我们基于下面这张图片来重新解读一下数字孪生的概念:

基于该可视化界面,我们可以查看到设备的运转状态和各种参数,同时可以通过该界面对设备进行远程操控。那么我们可以认为基于以下可视化界面初步实现了该设备数字孪生的构建。

 

简单来说,数字孪生就是将机器从物理世界映射到虚拟世界。那么这里面就存在了3个要素: 

物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互

 

数字化双胞胎技术是将带有三维数字模型的信息拓展到整个生命周期中的影像技术,最终实现虚拟与物理数据同步和一致,它不是让虚拟世界做现在我们已经做到的事情,而是发现潜在问题、激发创新思维、不断追求优化进步——这才是数字孪生的目标所在。

 

 数字孪生的构建会带来什么价值 

 

我们首先从我们的设备制造商来看一下。对于设备制造商,主要有两类设备:厂内设备厂外设备。厂内设备主要是我们的生产设备,厂外设备主要对应我们的工业产品。

通过对厂内设备的联网,我们可以实现生产线的智能运维,提升生产效率,降低运营成本。同时会带来一些商业模式的创新,比如共享工厂、产业链协同等新模式的出现。

通过对厂外设备的联网,我们可以实现后市场的智能运营,提升服务质量,降低运营成本。数据的采集同时会辅助研发和营销,提升我们的产品质量和二次销售。当然,厂外设备联网也会带来一些新商业模式的突破,比如融资租赁、大数据保险、从卖产品到卖服务的转变等。

数字孪生技术是制造企业迈向工业4.0战略目标的关键技术,通过掌握产品信息及其生命周期过程的数字思路将所有阶段(产品创意、设计、制造规划、生产和使用)衔接起来,并连接到可以理解这些信息并对其做出反应的生产智能设备。

 

 智能制造体系中的设备数字孪生 

工业互联网的发展为我们带来了更多的选择,下面我们就基于SaaS化的工业可视化工具——云视界,为大家分享一下如何构建设备的数字孪生。

以设备制造商(OEM)为例,“数字孪生”的构建步骤如下:

1、设备接:根云平台覆盖95%主流工业控制器,支持400+种工业协议,适配100%国际通用硬件接口。在厂内SCADA、MES等生产系统接入,和厂外设备控制器接入,以及哑设备接入方面均有成熟案例。

2、平台配置:根云平台轻松配置设备数据、报警规则,实现设备数字映射。

3、画面搭建:根云视界作为一款专注于工业领域企业生产、经营和政府监管的可视化工具,通过托拉拽的方式即可快速配置可视化界面。同时提供丰富的模板库、素材库和组件库,更有工业专属组件。

4、关联数据:根云视界深度融合根云平台IoT数据,无需任何开发,轻松实现数据配置、物模型匹配、设备动效、指令控制等。

5、一键发布:根云视界支持一键发布,手机、Pad、PC、大屏幕同步自适应,并可轻松集成至APP、小程序、web等各类第三方平台。

 

根云视界目前已服务客户150+,案例覆盖13个工业场景,37个细分行业。现工具开通免费试用,可登陆云视界官网申请注册。

 

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