数字孪生是制造企业推进智能制造的重要抓手与深度应用的体现,越来越多的制造企业开始重视数字孪生的研究与应用。
但在这个过程中,有些企业过于追求外在“形似”,甚至做成了3D动画的形式,这种做法只是关注了数字孪生的表象和形式,忽视了其内涵与本质,没有充分体现出数字孪生应有的价值。
基于二十多年的数字化车间建设经验以及对数字孪生深度研究之后,兰光创新指出,数字孪生价值不仅仅在于虚实两个空间的映射,也不仅仅是通过仿真实现对物理实体的模拟,更重要的是在数字虚体中对产品结构、制造过程、管理流程等环节进行优化,以最优决策驱动物理实体产生。“形(外观)象”是数字孪生的外在特征,“神(机理)象”是数字孪生的内在逻辑,而产生“形象”、“神象”的优化迭代是数字孪生的价值根本。如果一套系统只是一味强调或只能做到“形象”,而没有通过在数字虚体中对物理实体/业务流程进行优化,其价值是有限的,并不是一套真正意义上的数字孪生系统。
基于以上思想,结合公司二十多年设备物联网、MES系统等数字化车间建设的实践经验,兰光创新提出了“数字孪生六阶落地模型”,并研发出了业内领先的兰光数字孪生系统,该系统以降本提质增效为中心,充分发挥兰光创新在设备数据采集、MES生产管理、3D建模等数字虚体技术优势,对车间中的人、机、料、法、环、测等各环节,通过“泛在连接、实时映射、精准仿真、动态优化、科学决策与数字体验”,优化数字孪生体而最大程度地提升车间设备、生产流程等物理世界的作业效率与产品质量。
泛在连接是通过在数字虚体中进行建模,在意识人体、数字虚体、物理实体之间进行建立关联;在生产、管理及售后运维等环节将人、机、料、法、环、测等要素通过数字化、网络化实现互联互通。
通过兰光设备物联网、兰光MES系统等技术手段实现生产设备、业务流程等对象与数字虚体之间的双向数据流动与呈现,实现物理实体与数字虚体两个空间甚至三个空间(意识人体)中对象的相互映射。
通过建立在机理模型基础上数字虚体的动态变化,实现数字虚体对物理实体(包括生产设备、业务流程等)在形、态(如运动、流程运转等)等多维度的仿真,预演或实时展现物理世界的活动。
基于机理模型、工业知识以及生产设备等物理实体状态的实时反馈,在意识人体参与下通过数字虚体(兰光设备物联网与MES等工业软件)对物理实体的形、态及业务流程等进行迭代优化。
基于时间、空间、效率、性能、成本等约束条件,兰光数字孪生系统在强大的软件算法支撑下,从成千上万种方案中找出最优方案,指导或者直接驱动物理实体或业务流程的进一步优化并实现最优的形与态。
兰光数字孪生系统不仅仅能完成对物理实体、业务流程的仿真与优化,还具有良好的数字化展现形式。除了以数字、表格、图形进行实时、透明化展现以外,通过更为逼真的3D等展现形式,给人以更好的数字体验,有助于人们对物理实体进行更直观、高效、科学的洞察和管理。
基于兰光设备物联网与兰光MES/MOM等系统,通过实施兰光数字孪生系统,在虚实两个世界实时映射的基础上,实现对物理实体(如生产设备、业务流程等)的优化,最终帮助客户以更高的效率、更低的成本、更优的质量、更人性化的数字体验,构建企业高效、高质、低成本、绿色的生产与管理体系,提升企业竞争力。