CenterLine 借虚拟孪生技术提升制造效能

军事科学中，“武力倍增器”指用策略提升现有武装效能的作战系统。我们可借此隐喻改进工程制造信息系统效能，从最初概念到持续客户服务。

工业自动化的“武装”由各种首字母缩写代表：CAD、CAE、PDM、PLM、SCM、MES、CMS 等。几乎每家制造企业都有某种流程自动化，但许多制造流程对话以“然后我们从物料清单复制数据”结束。这就是效率改进止步之处。延续隐喻，制造企业拥有武装，却无统筹策略使其成为工业武力倍增器。

我们在制造领域拥有大量数据创建、收集和管理解决方案，按系统告知产品“应该”成什么样、制造流程“应该”怎么跑。下一步是从“应该”迈向“实际”。将信息转化为实时智能是武力倍增器——这些方案提供的计划性能数据可成为实时、真实世界性能的信息。

战略信息框架

虚拟主线和虚拟孪生（即数字孪生/主线）是这场实时智能追求的两大前沿相关概念。虚拟主线是指在正确时间将正确信息交付给正确人员，以改进特定性能的能力。同时，虚拟孪生是基于真实世界数据的产品、系统或流程的持续更新可视化表征。

这些新信息框架驱动新流程模型，数据被视为虚拟主线和虚拟孪生的一部分。在基于模型工程中，主线和孪生代表创造企业最大价值的战略框架。两者均包含设计要求、验证校准记录；以及制造、运行和维护阶段数据。

虚拟主线和虚拟孪生是概念，非特定产品或服务：你不能跑去找集成商订购虚拟主线。相反，它们提供解决方案，帮助用户创建全数字化系统，让组织中每个人在易访问、易共享系统中拥有所需所有信息。

连通性是首要目标。许多数据问题归结为连接和访问，意味着企业需消除困扰制造运营的低效环节。

你的组织存在这些挑战吗？

• 工程变更未及时传达至车间
• 供应商可见性缺失
• 作业指导书创建无标准或管控
• 内容管理与管控不同步
• 营销用过时设计信息创建内容
• 因信息不准、不清导致生产力损失
• 正确人员缺乏数据访问权。

虽听起来像技术或方法论问题，但它们总影响下游作业人员，阻碍其优化工作流。要提高运营效率，必须改进所用系统，而非试图“修正”使用它们的人。全数字化系统通过消除连接和数据访问问题服务团队成员需求。

虚拟主线

虚拟主线——新工业框架的通信侧——实现所有资产信息和相关元数据的连通数据流。虚拟主线理念源于十多年前航空航天研究，美国莱特-帕特森空军基地空军研究实验室研究者用它描述工厂车间的模型驱动装配。多条主线从模型（公共数据源）延伸至设计、采购、测试、生产、现场运营和维持团队，意味着主线中任何个人无需请求数据或用复制粘贴邮件响应数据请求。信息始终“在线”且始终可访问，为无论孤岛或工作流的所有方建立真正单一资源和通信路径。

CenterLine 的虚拟孪生

拥有虚拟主线的持续实时数据访问使虚拟孪生成为可能。主线传输产品全景视图，融合物料清单细节与 CAD/CAE 数据，形成可视、虚拟、实时表征。实现真正虚拟孪生需要虚拟主线的双向流，要求反馈回路让校准、验证、制造和使用数据更新孪生。虚拟主线与虚拟孪生合二为一，实现设计与数据的统一。

例如，加拿大工业自动化工艺技术公司 CenterLine Limited（安大略省温莎），定制自动焊接装配线生产商，面临昂贵工厂建立挑战，尤其需在已安装的物理系统中修正设计错误或解决机器与人工操作员间操作事故。

CenterLine 寻求通过部署前数字仿真优化机器人工作单元设计、克服这些挑战。为达成目标，他们在达索系统 3DEXPERIENCE 平台上实施 DELMIA 方案，虚拟仿真产品、流程和工厂运营，优化机器人运动、厂房布局、物流和人因工程。

为每个机器人工作单元实施 DELMIA 后，CenterLine 将工装相关问题和返工减少高达 90%，车间编程时间减少高达 75%。仿真机器人电弧焊刀具路径节省的时间提升生产力 15%，缩短仿真设计上市时间 15%-20%。作为不同 CAD 数据的单一事实来源，统一平台让 CenterLine 领导层专注日常运营而非管理数据和产品。

当所有数据通道在虚拟主线/虚拟孪生框架下连通，团队成员在赋能更好利用现有数据的战略中团结一致。实际上，制造商最终获得制造价值的新武力倍增器。