人們對（duì）數字孿生的炒作最近開始達到頂峰。與許多（duō）其他有前途的技術一樣，這種興趣的（de）增加在（zài）很大程度（dù）上可以（yǐ）解釋為計算能力、雲（yún）、大數據應用和物聯網傳感器可使用性方麵（miàn）的進步。憑借處理海量數據的能力，現（xiàn）在可以更細致地模擬產品和流程，而這就是數（shù）字孿生的全部意（yì）義所在。

什（shí）麽是數字孿生？

簡而言之，數字孿生是物理實體的數字複製品。該物理實體（tǐ）的輪廓（kuò）是使（shǐ）用無數數據點生成的，安裝在（zài）實體上的傳（chuán）感器捕捉這些數據點，並將其發送到基於雲的係統進行進一步分（fèn）析。簡單來說，數字（zì）孿（luán）生由4種技術構成：

數字（zì）孿生在現代工廠中的作（zuò）用

在製造業中，數字孿生的主要好處是能夠自（zì）動提供關於設備（bèi）或產品性能的全麵信息，而無需員（yuán）工參與。更重要的是，利用當今的計算能（néng）力，工廠（chǎng）可以使用（yòng）先（xiān）進的機器學習算法快速分析物理孿生提供的數據，並將其轉化為（wéi）可操作的見解。在數字孿生出現之前，這樣的製造業控製（zhì）水平是無法實（shí）現（xiàn）的。

製造業是一個看起來很複雜的行業。工廠通常具有高度複雜（zá）的機械部件，它們不斷（duàn）地（dì）相互作（zuò）用。這種複（fù）雜性使我們無法了解生產現場哪些地方需要改進，以及如（rú）何改進。

但由於工廠安（ān）裝了數千（qiān）個傳感器，並不斷將數據傳輸到數字孿生係統，製造商可以積累有關係統性能的重要見解，並對工廠的工作流程進行循證調整。更重（chóng）要的是，現代傳（chuán）感器可以收集從（cóng）濃度和溫度到工廠一般環境條件等各種特征的數據。

借助傳感器（qì），數字孿生（shēng）可以監（jiān）測製造工廠以外的資產。例如，汽車工廠可以評估各種汽車部件在（zài）極端條件下的磨損或性能。這些見解可（kě）用於增強未來的產品設計。數字孿生還使製（zhì）造（zào）商（shāng）能夠在沒有任何經濟（jì）風險的情況下試驗非常規設計（jì）決策，並推動創新。

簡（jiǎn）而言之，數字孿生（shēng）使製造（zào）商能夠克服傳統挑戰，並同時實現各種業務需求。

製造業中的主流數字孿生用例

在製造環境中，數（shù）字孿（luán）生可以以多種（zhǒng）方式（shì）應用。讓我們來探索一些世界領先的製造（zào）公司（sī）是如何利用數字孿生的。
 

尤其是意（yì）識（shí）到對藥物和疫（yì）苗（miáo）的需求（qiú）日益增長（zhǎng），Atos、葛蘭素史克（kè）和西門子聯手改造製藥行（háng）業。

傳統上，製（zhì）藥公司隻能在產品製成後才能評估產品的（de）質量，這（zhè）意味著如果質（zhì）量低，則（zé）必（bì）須丟棄整批產品，從而（ér）造成時間和（hé）材料的浪費。數字孿生允許在生產過程中評估產品質量，幫（bāng）助製造商及時調整操作並滿足質量標準。

Atos與西門（mén）子合作實施了一個數（shù）字孿生係統，用於收集有關疫苗（miáo）製造（zào）流程每（měi）個階段（duàn）的數據。這（zhè）種數字孿生使製藥公司能夠顯著（zhe）提高產品質量（liàng）、降低（dī）成（chéng）本並縮短上市時間。更重要的是，製藥公司現在還可以模擬生產中的變化（huà），並清楚地看（kàn）到它們（men）將如何影響最終產品。
 

為了滿足對其行業領先的螺杆式壓縮機不斷增長（zhǎng）的需求，Kaeser 決定將數字孿生集成到他們的新生產（chǎn）設施中。在 Kaeser 的（de）案例中，產品必須（xū）滿（mǎn）足特定（dìng）客（kè）戶的需求，這大大增加了質量控製的複（fù）雜性。他們的（de）壓縮係統有相當多的參數需要（yào）為每個客戶單獨進行定製。更重要的（de）是，根據環境的不同，Kaeser 的客戶可以在空氣和水冷卻係統之間進行選擇，並在他們的壓縮機上添加幹燥器或熱回收係統。

在數字孿（luán）生的幫（bāng）助下，Kaeser 的員工可以在產品組裝前確定準確的產品測（cè）試程（chéng）序。一旦壓縮機離開裝配線，按下按鈕即可（kě）啟動測試程（chéng）序。如果其餘結果不符合（hé）要求的（de）標準，係（xì）統會通知操作員手動調整壓縮（suō）機參數。

Kaeser也在工廠之外使用數字孿生係統，每一台銷售出去的壓縮空氣係統也由（yóu）數字（zì）孿生虛擬複製。這使得操作員可以監測（cè）每台壓縮機的狀態，從而遠程檢測潛在故障並及時維護。這大大延長了產品的壽命，提高（gāo）了客戶滿意度，並降低了（le）維（wéi）護成本。
 

在豪華汽車的（de）生產上，在質量方麵不能有妥協的（de）餘地。另一方麵，細致的質量控製（zhì）可（kě）能相當耗時。因此，為了加快汽車開發流（liú）程，世界上（shàng）著名的汽（qì）車製造商之一瑪莎拉蒂與西門子合作，將數字孿生集成到其製造流程中。

在西門子PLM 軟件的幫助下，瑪莎拉蒂工程師現在可以使用汽車虛擬副本中的（de）數據來不斷優化他們的開發。例如，評估車輛空氣動力學的（de）傳統方法需（xū）要構建（jiàn）汽車的物理原型，並將其放置在風（fēng）洞中。借助數字（zì）孿生，可以虛擬運（yùn）行此類測試，從而顯著降低成本，並允許對汽車的空氣動力學進行更精細的實驗。

由於數字孿生的實施，瑪莎拉蒂成功地將汽車開發所需的運營成本和時間降低了 30%。借助數字孿生，該公司還將車輛上市時間縮短了 16 個月。
 

最初（chū），總部位於巴西（xī）的農業機械製造（zào）商 Stara 旨在應用數字孿生來提高性能，並優化其農業機械的維護。在拖拉（lā）機和其他農業機械上安裝了物聯網傳感器後，他們能夠監測拖拉機的路徑、速度、油耗和發動機狀況。這使Stara能夠預測機械故障，並延長設備正常運行時間。

在利（lì）用數（shù）字孿生的優勢來提高（gāo）性能的同（tóng）時，Stara 發現這項技術還可以優化農民（mín）對機械的使用。嵌入式物聯網傳感器現（xiàn）在（zài）可以收集天氣和（hé）土壤特（tè）性數據，幫助農民確定種植作物的最佳條件（jiàn）。
 

在輪胎製造公司中實施數字孿生，無需構建原型（xíng），即可促進產品工（gōng）程和測試。除了縮短（duǎn）上市時間和（hé）減少開發成本外，消除物理原型還能（néng）讓（ràng）製造商和組織減（jiǎn）少由原型浪費而引起的負麵環境影響。

更重要的是，事實證明，對於（yú）輪胎製造公司來說，數字孿生對簡化與其他汽車公司（sī）的合作（zuò）尤其有益。例如，世界領先的輪胎製造商普（pǔ）利司通現在（zài）使用數字孿生與其合作（zuò）夥伴共享即將推出的產品的虛擬複（fù）製品，以獲得批準。知名輪胎製造商米其林的（de）數（shù）據科學總監也聲稱，數字孿生（shēng）在構建高效合（hé）作生（shēng）態係統方（fāng）麵具有巨大潛力（lì），使組織能（néng）夠無縫地（dì）相互共享開發數據。

而（ér）米其林則（zé）使用數字孿生來測試各種輪胎設計。更具體地說，該公司使用這項技術來模擬潮濕路（lù）麵上（shàng）的輪胎行為，以確定最佳胎麵花紋設計。西門子可以說是汽車行業最受歡迎的數字孿生技術提（tí）供商，其工程師也（yě）聲稱，可以模擬輪胎在（zài）不同路麵和不同（tóng）天氣條件（jiàn）下（xià）的性能。

最後的（de）想法

不可否（fǒu）認，數字孿生是（shì）製（zhì）造（zào）業中的關鍵技術。它在創造價值、縮短（duǎn）上市時（shí）間、優化工廠設（shè）備和成品性（xìng）能，以及提供洞（dòng）察力方麵的能力是任何（hé）其他解決方案都無法比擬的（de）。隨著成本（běn）的降低、供應商數量（liàng）的增加，以及構成數字孿生的先進技術的可獲得性的提高，集成數字（zì）孿生應該是全球（qiú）製造（zào）商的下一個必然步驟。
然而，同樣（yàng）值得注意的是，那些擁有高度複雜流程、優先考慮（lǜ）創新、改進或（huò）擴大產（chǎn）品範圍（wéi）的公司將從數字孿生（shēng）中（zhōng）受益最多。不（bú）過，這項技術絕不便宜，也不易於（yú）實施，因為它（tā）通常需要對組織架（jià）構進（jìn）行徹底改造，並對製造工作流程進行相當大的調整。
 

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