5G黑科技之数字孪生应用

2020-09-29

推动设计与制造的有效协作。

该模型通过对所需生产产品、生产方式、生产资源、生产位置等方面进行系统规划,将两者联系起来,实现了设计人员与生产人员的协同工作。

当设计变更发生时,可在数字孪生模型中方便地对制造过程进行更新,整合了完成各项任务所需的时间以及所有不同的工序,进行分析和计划,直至生成满意的制造工艺方案。

保证设计制造的正确实施。

采用数字孪生模型对不同的生产策略进行模拟仿真与评价,并结合大数据分析与统计技术,快速找到有空档时间的工序。

在调整策略之后,再模拟模拟整个生产系统的绩效,进一步优化以达到所有资源利用率的最大值,确保所有工序的所有人员都能尽力而为,实现利润最大化。

例如,数字孪生工场是数字孪生技术在制造业中的典型应用,也是突破生产的物理世界与信息世界之间的交互、融合瓶颈的典型范例。

电子双胞胎车间主要由四个部分组成:物理车间(PhysicalWorkshop)、虚拟车间(CyberWorkshop)、车间服务系统(WorkshopServiceSystem:WSS)和车间双胞胎数据(WorkshopDigitalTwinData)。它们:

实体车间是车间中客观存在的一组实体,主要负责接收WSS下达的生产任务,严格按照虚拟车间模拟优化后的预定义生产指令,完成生产任务;

它是一个忠实的、完全数字化的物理车间镜像,主要负责模拟、评估和优化生产计划/活动,并对生产过程进行实时监控、预测和调节等;

是数据驱动的各种服务系统功能的集合或概括,主要负责在车间孪生数据驱动下,为车间智能化管控提供系统支持和服务,如对生产要素、生产计划/活动、生产过程的控制与优化服务等;

“车间孪生数据”是物理车间、虚拟车间和WSS相关数据,以及三种数据融合后生成的派生数据的集合,它是物理车间、虚拟车间和WSS的运行和交互的驱动。

三、数字孪生应用技术应用场景畅想。

数码双胞胎技术的应用场景非常庞大,将来,它将从多方面改变我们的工作和生活,应用场景涉及到方方面面。

智能城市管理

在智慧城市管理中应用数字孪生技术将使城市更加安全。街头,社区,娱乐,商业,甚至供电线路,变电站,污水处理系统,给水排水系统等等,都会有一个数字孪生体,这样就能更加方便方便地监控管理城市的每一个角落。

工业装置监测

该厂的所有设备均可采用数字孪生技术进行复制。利用数字孪生设备,可以了解到设备内部的工作机理。通过数字化模型与实体设备结合使用,可以掌握设备运行数据,提高故障预测和维修效率。

保健管理

数字孪生体可以通过医疗检查,扫描仪器,可穿戴设备进行复制。与智能手环相比,我们可以更智能地获取数字孪生体各部分的运动变化数据,更有效地管理个人健康。

脑功能监测与管理。

人类的大脑非常复杂,而且大脑的活动很难追踪。人脑的思维方式、动作知觉功能是科研工作者研究的重点。在脑研究中使用数字孪生技术,将来可能有助于治疗脑病患者。

尽管从整体上看,数字孪生技术仍处于早期阶段,但可以肯定的是,数字孪生将会彻底改变未来世界的发现、认知和改造方式。

在5G赋能产业链中,数字孪生是一个重要环节。作为5G的衍生应用,“数字孪生”加速了物联网的形成和物联网设备的数字化,这与5G三大场景之一的万物互联需求紧密耦合。另外,数字孪生是5G推动工业互联网发展的助燃剂,5G时代数字孪生不可或缺。