智能工厂中的数字孪生是什么？

第四次工业革命的到来，是对日益复杂的工作环境的一种解决方案，预示着制造业的新纪元。认知和智能过程的引入开辟了范围广泛的提高生产率的可能，这些驱动着制造业的数字化转型。

随着制造过程变得越来越数字化和自动化，这又带来了自己的挑战。公司需要发现如何利用诸如物联网（IoT），云计算和机器学习等现代技术进步的潜力来创造运营和战略价值，并获得超越竞争对手的优势。数字孪生的概念是在当前和将来面对这些挑战都将无价的方法。

数字孪生是工厂，产品或过程的物理属性的近实时表示。它的应用范围很广。通过连接生成实时数据的对象，可以开发产品从设计和开发阶段到生产周期结束的数字足迹。可以根据一系列标准对数据进行处理和汇总，并根据特定用例以各种形式呈现。随着时间的流逝，出现了基于历史和当前行为的不断发展的数字资料。这可以导致开发更丰富的模型以及对系统固有的不可预测性进行实际测量。

过去，从技术和经济角度来看，处理生成对象的高度逼真的数字副本所需的大量数据都是不可行的。但是，近年来，计算，存储和带宽的成本已急剧下降。这样可以快速收集，聚合和分析由连接的智能技术生成的数据。

结构良好的Digital Twin可以简化可能场景的模拟并预测可能的结果，使人们可以尝试新策略而不会影响生产。这不仅节省了宝贵的时间，而且还可以在将其部署到物理流程之前，通过前瞻性策略帮助发现可能的缺陷。通过在生产的每个步骤分析机器的性能和产品的质量，可以优化流程，从而以更低的成本生产出更好的产品。组件的近实时跟踪可以提醒相关的利益相关者注意故障的严重性，从而可以通过预测性维护在实际发生问题之前避免可能发生的问题。Digital Twin可以通过促进远程执行协助和其他服务任务来增加价值。

我们已经看到Digital Twins被广泛应用于各种制造业。例如，在汽车工业中，Digital Twins可用于选择汽车的型号，世代和配置，以对微控制器，传感器和执行器的数量和类型以及已安装的软件组件进行建模。使用数字孪生，制造商可以根据所需平台自动执行数据收集过程，以协调各种数据模型。这使数据科学家无需知道目标平台的技术细节即可访问特定的数据点（例如车速）。

在Connected Infrastructure领域中，“设备影子”（用于存储和检索设备当前状态信息的JSON文档）可用于无法始终保证连接的设备。设备使用电池供电，其状态在云中进行管理。这样，用户能够确保设备的期望状态与实际状态之间的同步，并在需要时更新设备的状态。

数字双胞胎也可以用作工厂中一组资产的监视系统。借助独立的信号传感器，警报日志和复杂的状态机，制造商现在可以跟踪许多KPI；其中最重要的是整体设备效率（OEE）。OEE描述了机器相对于其容量的利用率如何，该度量标准上的差值表示需要采取某种措施，例如机器维护或过程优化。此外，警报日志可以帮助用户了解单个计算机的技术问题，并利用警报模式来提高性能。

数字孪生，人工智能驱动的自动化和区块链都将改变公司在2019年的形象

工业4.0代表了制造业发展的下一步。我们已经从纯粹的物理系统发展到了数字系统的扩展，然后是物理系统和数字系统之间的交互。现在，物理和数字系统正在融合；Digital Twin能够准确表示物理系统。

在这种情况下，Digital Twins可用于在实施之前评估生产决策并可视化性能。工厂中的机器还可以无线方式接收其软件和配置的更新，从而消除了对现场支持的某些需求，并允许集中团队在多个站点同时执行服务任务，即使是在远程位置。通过连接不同的系统和过程，可以在整个产品生命周期中跟踪和监视产品。这为优化工艺，提高产品质量和降低成本打开了窗口。随着过程变得越来越复杂，Digital Twin提供了一个独特的机会来控制整个系统。

在生产和设计阶段，Digital Twins的影响最大。在野外 以及在未来产品的开发中。最大的优势在于可视化，它可以增强人类的学习和决策过程，并帮助发现需要注意的领域；和协作，因为更多的利益相关者可以了解他们的机器和流程，而不再受到与机器之间的物理距离的阻碍。

数字双胞胎是现在和将来，它们在制造业世界之外的普遍性暗示着它们可能在行业和其他领域变得多么普遍。在我们的日常生活中，它们几乎已经在不知不觉中产生了深远的影响。例如，谷歌地图是我们许多人日常使用的数字双胞胎。以一种非常人性化的方式将实体映射到虚拟。正如我们所看到的，在制造业中也发生了同样的事情：也许是一个早期采用者，但绝不是一个在其应用方面拥有垄断地位的人。最终，Digital Twins将留在这里，并为那些能够利用这一令人兴奋的技术的人提供相关的数据消息。