數(shù)字孿生將幾何、實時遙測、工程分析、傳感器、連接、人工智能、機器學習和軟件分析集成到一個統(tǒng)一的空間模型中，以創(chuàng)建一個活生生的數(shù)字模擬，該模擬可以隨著物理對應物的變化而更新和變化。

數(shù)字孿生用于幫助公司改進各種業(yè)務流程，從而在部署之前驗證產品或系統(tǒng)設計的預期行為，到提高工廠的生產效率或優(yōu)化產品的性能或維護場。實時監(jiān)測所需設備的狀態(tài)、工作條件或位置，整合過去機器使用的歷史數(shù)據(jù)，為趨勢分析和診斷提供信息。

在制造業(yè)中，可以創(chuàng)建數(shù)字孿生以專注于制造過程中的單個組件或專注于生產線中的單個設備。如：生產車間中正在執(zhí)行生產計劃的人、機、料；供應鏈中正在執(zhí)行物流配送計劃的人、車、貨、場等。此外，數(shù)字孿生可以在制造現(xiàn)場實施，以監(jiān)控和改進整個生產線，甚至監(jiān)控從產品設計和開發(fā)到生產的整個制造過程。

在智能制造的語境下，數(shù)字孿生可以在不同層級發(fā)揮作用：

車間層：它可以通過“物數(shù)融合”實現(xiàn)“自適應生產執(zhí)行”（即黑燈工廠）；

企業(yè)層：能夠對產品質量、成本、交期和安全環(huán)境保障等維度進行過程控制與動態(tài)優(yōu)化；

產業(yè)鏈層：則有助于實現(xiàn)上下游的動態(tài)協(xié)同。

在此，舉一個 SMT 工廠車間的例子，幫助大家更好地理解數(shù)字孿生的作用，案例為 Hightopo數(shù)據(jù)可視化搭建的場景。通過 SMT 產線現(xiàn)場所搜集的設備圖片、設備布局、廠房布局、廠區(qū) CAD 等信息資料，將產線進行等比例建模，還原于三維場景中。

通過三維場景用戶可以直觀的看到廠房內物料區(qū)及每一條產線設備，例如：印刷機、SPI 檢查機、貼片機、回流焊、 AOI 檢測設備等。AGV 小車、攝像頭、消防設備、空調、電視等所在位置以及對應的設備實時數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)，均可直觀的展示在三維場景之中，通過物聯(lián)技術實現(xiàn)場景整體聯(lián)動。

以數(shù)字孿生、5G、人工智能等為代表的關鍵共性技術，為企業(yè)數(shù)字化轉型提供了物理基礎，為越來越多企業(yè)所重視。而數(shù)字孿生技術的快速演化，對產品的設計、制造和服務，有以下推動作用：

1、低成本試錯，在虛擬空間上對物理世界的行為進行模擬驗證，既降低工廠實際開工發(fā)生的停機率，又降低傳統(tǒng)物理調試支付的大量開銷。

2、智能化決策，當工廠或產品運行突然發(fā)生意外狀況時，能夠將 IOT 實時數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)分析和仿真模擬充分結合，預測未來可能發(fā)生的各種情況，進而做出最佳決策。

3、高效率創(chuàng)新，通過對產品生命周期運行情況的監(jiān)測，不斷積累產品全生命周期運行規(guī)律，進而不斷提升產品創(chuàng)新水平，縮短產品研發(fā)周期。

未來，隨著傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級需求的加速，數(shù)字孿生勢必將會在更多領域發(fā)揮更為重要的作用。特別是與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、 人工智能技術的進一步融合，數(shù)字孿生的價值和作用將會得到更大的體現(xiàn)。

審核編輯：符乾江