数字双胞胎：你的意思是什么？

虽然“数字双胞胎”的概念一直存在大约 30 年，最初的预测不太可能预测技术在哪里......

例如，今年春天，第 36 届美洲杯帆船赛将展示太空时代的超快 AC75 单体船。在试验中，一个团队使用数字孪生技术来模拟新 AC75 船上水手的表现；与以前的测试方法相比，这一壮举从根本上加速了原型开发。

现在部署在城市规划、医疗保健和汽车设计等领域，数字孪生还为制造业提供了巨大的潜力——帮助其不断寻求提高安全性、提高生产力和效率。

细节在数据中

鉴于其新发现的地位，“数字双胞胎”一词在某种程度上已成为各种相关技术创新菌株的统称。增强现实、增强的用户界面和 3D 建模——仅举几例。

此外，我们还提出了“数字线程”的概念。这是指能够在整个生命周期内实现连接数据流和资产数据集成视图的通信框架。作为产品或系统生命周期（从创建到移除）的记录，数字线程可以洞察传统上孤立的功能。

虽然这些创新可能都涉及相关功能，但真正的数字孪生的核心在于数据——纯粹而简单。数字孪生，本质上是实时生成或收集表示物理对象的数字数据。

将此与制造联系起来，如果我们假设将其核心组件与人类特征联系起来：操作设备将是肌肉，连接神经系统——以及数字双胞胎——那就是大脑。

而且，当我们直观地使用大脑在现实世界中记忆、记录、分析、处理和预测的能力时，数字孪生也可以分析收集到的数据以在数字数据中做同样的事情。在制造业中，有助于数字线程和数字孪生的数据输入优化了操作功能，这有助于提高吞吐量并提高效率。

有意识的工厂

在制造业中，多达 90% 的实时工厂数据未被使用，数字孪生为更好地利用该信息以获得流程洞察力提供了坚实的基础。

根据我们在奥卢“有意识的工厂”的经验，我们掌握了利用运营设备中嵌入的智能通过数字孪生评估这些洞察力的第一手知识。

例如，生产环境的监控。在这里，利用各种数据源，可以观察到湿度和温度的偏差，并触发自动警报，以确定可能需要调整或维护的地方。

数字孪生还提供跨连接机器和数据源的自动化实时过程分析，从而加快错误检测和纠正速度。而且，通过对装配过程的实时监控，可以从中央用户界面随时查看每个机器人单元的状态和进度，并且可以看到单个产品。 ​

基础设施事项

当然，要使这种洞察力成为现实，还需要满足基础架构要求。

嵌入式智能是数字孪生的首要条件。物联网 (IoT) 确实使制造设施中的传感器数量呈爆炸式增长。而这种数据生成能力的提高在设计阶段越来越多地被内置到生产设备中。处理和标准化数据的能力还必须与能够理解正在生成的内容的顶级分析知识相匹配。

正确的灵活、稳健的连接方式也至关重要。这通常意味着超过 Wi-Fi 性能的工业级连接。制造商越来越多地转向 4G/LTE 和 5G 专用无线网络，以提供数据密集型运营技术所需的可靠性、安全性和高带宽水平。

作为数字化和工业 4.0 之旅的一部分，制造商也在关注人工智能 (AI)、机器学习、自动化和增强智能。然而，所有这些引人注目的功能都需要一种出色的连接性必不可少：低延迟。

实时和互联

在这方面，4G/LTE 是提供使数字孪生有效的低延迟和快速响应时间所需的无线连接的最低标准 - 即时提供数据并使操作员能够立即响应。这凸显了以闪电般的速度处理数据的需求，这使得边缘计算成为必备品。

随着标准的发展和支持生态系统的发展，5G 为制造业带来了更大的希望。随着 5G 标准的持续开发，后续版本将具有新功能，例如时间敏感通信。这将提供设备之间更紧密的通信和控制同步以及改进的定位和定位。

此外，还必须考虑系统互连；强调需要在生产设施中使用的各种标准和协议之间进行通信和集成。在这里，网络连接需要提供一种简单、流线型的“数据交换”，工业连接器是系统之间有效通信的重要组成部分。

优点

随着供应商现在快速解决这些基础设施要求，制造商的潜在优势是巨大的。支持流程的自动化、实时报告、改进的工厂绩效、卓越的质量保证和快速的响应时间都可以通过数字孪生实现工厂车间发生的事情。

数字孪生方法为制造商提供了一种极好的方法，可以灵活地模拟如何配置工作流程和资源以响应不断变化的产品需求和订单管道。

虽然数字双胞胎可以让我们做更多事情，但它们并不能取代人类的触觉。工业 4.0 的目标应该是增强人类智能，而不是取代它。数字双胞胎增强了人类对制造过程的洞察力，可以说，它们不仅可以使美洲杯“一帆风顺”，而且还可以利用数据来确定行业可以在哪些方面提高安全性、生产力和效率。

制造 |诺基亚网络