利用数字孪生开发未来的智能工厂

与西门子的 Simon Keogh 对话，我们展望未来智能工厂和数字孪生将在其中发挥的作用

简而言之，“智能工厂就是互联工厂，”西门子数字工业公司工厂自动化总经理​​ Simon Keogh 说。 “您拥有从原材料输入到成品生产，从车间到利益相关者覆盖的完整数据流和集成工作流程。

“智能工厂实际上是在使用这种互联环境来最大限度地提高灵活性，并通过使用数据、使用数字双胞胎和不断优化来提高工厂的生产力，在某些情况下，我们正在谈论自我优化——但那里在大多数制造环境中仍然是实现这一目标的方法。”

数字孪生：您的生产工厂、产品和机器的完整虚拟表示

为制造商提供体验其生产工厂或产品的虚拟表示的能力，“数字双胞胎是智能工厂的一个非常重要的部分，”Keogh 说。 “它使制造商能够在虚拟环境中叠加物理工厂中存在的许多物理属性。这实际上是为了最大化模拟，使其尽可能逼真，并能够优化最有限的能力。”

“数字双胞胎还提供了一个虚拟闭环系统，制造商可以尽可能多地进行模拟，这样当他们进入物理环境时，就可以尽可能地降低风险，设计布局和吞吐量也进行了优化。

“纯粹主义者会说，在你获得虚拟和物理表示之前，它不是双胞胎，但通常虚拟会先出现，然后很快就会出现物理。但是，当生产线或产品被使用时，将真实数据反馈回数字双胞胎的能力使制造商能够改进整个模拟，从而创造一个不断改进的环境，虚拟和物理之间的距离越来越近。 ”

提升智能工厂能力的关键技术

“我认为最重要的当然之一是我们在工厂周围收集数据的传感器。我认为这真的很关键，因为这一切都与连接的工厂有关，因此毫无疑问，开放网络和开放协议使我们能够实现这个连接了许多技术和许多不同制造商的工厂当然，自动化和机器人层在自动化生产方面也非常重要，特别是在资源变得稀缺和许多产品变得更加复杂的情况下，具有更多种类和定制的解决方案” Siemens Digital Industries 工厂自动化总经理​​ Simon Keogh 说。

“我认为另一个领域是与可视化和分析相关的技术。因此，一旦我们将数据从制造工厂中取出，我们实际上对数据所做的就是将其转化为信息和洞察力，以做出快速的业务决策。我认为在闭环方面，云和工业边缘等技术将使我们能够利用人工智能和机器学习等技术。

“数字孪生可以在制造商运营的多个层面实施；它可以是机器、生产线或整个工厂的数字表示。“但是，为了实现高度优化和高性能的制造业，此后，由于良好的精益制造实践所带来的收益，我认为，将来自数字双胞胎的使用，”Keogh 说，他补充说，“随着空间变得越来越稀缺，优化工厂布局的能力将变得至关重要，随着上市时间越来越短，生命周期的优化也将如此。我相信这些需求将通过集成的数字双胞胎来实现，”Keogh 补充道。

在您的制造运营中实施数字孪生

由于许多制造商将他们的数字双胞胎作为 2D 或 3D CAD 图纸开始，“然后很容易将这些 CAD 图纸导入到我们的机电一体化概念设计师中，例如，然后叠加该产品的物理属性，机器或工厂，我们可以开始对其进行模拟，范围从简单级别到更详细的级别，以运行“假设”场景、生产计划和供需情况。虽然制造商可以开发自己的数字双胞胎，但也有解决方案合作伙伴和系统集成商可以加入组织并创建数字双胞胎，”Keogh 说。

未来五年……

在某种程度上，数字双胞胎今天已经在使用。随着行业的发展，Keogh 希望看到该技术的使用范围扩大，以便组织在数字双胞胎中拥有更广泛的生产设施覆盖范围。 “我认为我们会看到设计、工程、开发、生产的各个阶段之间有更大的整合，然后通过产品和生产方面的服务化优化，所以我认为整合会发生更多。我认为我们将开始看到很多人一直在大量生产数据，并创建数据湖来尝试和分析以获得洞察力，了解您需要试用这些类型的应用程序然后进行扩展。因此，我认为我们会看到更多这样的情况，而不仅仅是试图将所有数据倒入云中，”Keogh 评论道。

“而且我认为我们将看到更多这些创新技术，如人工智能进入制造业。我认为我们还没有真正看到 5G 在工厂内广泛用作通信媒体。但我认为我们会看到更快的网络和更灵活的网络解决方案，例如 5G。我想我们会越来越快地看到这种情况发生。回想我们自己开发自己的解决方案，速度是相当惊人的。如果我回顾过去两三年的情况以及即将发生的事情，前一分钟我们谈论的是一种趋势，下一分钟我们掌握了技术，而且它确实在快速发展。而在此之前，我认为人们会看到五年后，“是的，你知道，会有一些变化。”现在我认为会有一个重大变化。

“当然，航空航天和汽车在技术部署方面一直处于领先地位，但不同行业的情况有所不同，但我认为我们将开始看到其他行业（例如食品和饮料）的采用率更高，也许在那些周围有更多立法的行业，因此在某种程度上，他们对技术的采用采取了更保守的方法，”Keogh 总结道。