产线改造的热门选择——数字孪生技术

制造业是我国经济的支柱产业，也是我国经济“创新驱动、转型升级”的主要战场。随着经济的发展，产品多样化、个性化、定制化发展的趋势越来越明显，特别是在汽摩、电子、装备制造等行业，由于产品零件自身的结构特征和科研生产任务的性质，其零件制造呈现出品种多、批量小、周期短等离散型生产模式的特性，导致生产线频繁变动。为确保改造后的生产线能够满足生产需求，可以对产线进行改造。

数字孪生仿真是产线改造的一个比较热门的选择，利用虚拟仿真技术对生产线的布局、工艺路径、物流等进行预规划。从实际的物理生产过程来看，生产线仿真是实现虚拟生产线和预测产能的重要决策依据。

数字孪生在其发展历程中通过不断融合新的技术，如多物理尺度和多物理量建模、结构化的健康管理、基于模型的定义等，丰富和完善了自身的核心内涵，逐渐成为实现信息物理融合的重要应用技术。将数字孪生技术应用于生产过程全寿命周期管理，构建面向生产过程的孪生模型，全方位、多角度的模拟物理空间运行逻辑和行为策略，与产线各阶段深度融合，可以实现生产过程全方位管控和优化。

数字孪生建设的关键技术可以分为以下几种：

1.车间孪生模型建模。孪生模型的建立需要构建不同领域实体的统一逻辑结构，针对不同类型的物理实体和功能，以及实体产生的数据，构建相应虚拟空间孪生模型。

2.孪生数据采集与传输。车间存在众多来自不同厂商的各类产品与设备，不同设备的接入方式、数据类型与格式均不相同。为保证孪生模型与物理实体的实时映射，须有安全且稳定的数据采集及传输方式。

3.车间生产过程实时映射。孪生模型对物理实体的实时关键动作、关键行为和状态的映射是数字孪生技术的基础应用。

虚拟空间对物理空间的映射是数字孪生车间运行的基础。实现实时映射后，在虚拟空间中对实时生产状况的分析与优化将会更加智能化。

数字孪生车间作为一种车间运行新模式，对实现工业4.0、工业互联网、云制造、中国制造2025等先进制造模式和战略具有重要的推动作用，同时也开启了全新的智能生产时代。

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