92的企落地业卡在半路上数字孪生为什么难

大都企业误将数字孪生视作“3D图形出现”  ,半路而它其实是上数生为什难虚拟“数字生命体” 。

文|赵艳秋 。字孪

在航空航天、落地轿车、半路消费电子等高杂乱度制作职业,上数生为什难数字孪生正从技能概念演变为中心才干。字孪它被视为应对产品杂乱度进步、落地以更快速度推向市场 、半路智能化晋级 、上数生为什难全球供应链博弈与可继续发展压力的字孪要害手法 。

但抱负与实际之间存在巨大落差。落地许多企业将数字孪生误解为3D建模或图形可视化 ,半路体系孤立 、上数生为什难数据分裂 ,字孪难以支撑从规划到制作、再到运维的闭环协同 。来自Digital Twin Consortium的调研数据显现 ,全球仅有约8%的企业完结了数字孪生在产品生命周期 、出产流程与功能剖析中的深度集成,92%的企业仍停留在“部分可视化”阶段,难以开释体系性价值 。

一个底子性问题随之显现:为什么数字孪生拼不成一张图 ?

01 。

8%的打破和92%的困局  。

在一家传统造船厂 ,杂乱的工艺流程与环节之间的信息分裂 ,长时刻困扰着整个企业 。比方 ,在规划阶段,规划师经过三维建模构建船只计划,但交给给船厂的却是二维图纸 。图纸在开工前再次被转化为三维模型用于船体结构规划,到出产一线又被还原为平面图纸,供工人操作 。新船交给时 ,客户收到的依然是纸质说明书  ,哪怕这些材料多得足以装满一车  。

为了完全打破这种低效分裂的形式  ,造船厂决议引进根据“单一渠道”的数字孪生体系 ,完结人 、流程 、信息的高度耦合。在这一体系中 ,规划、仿真、制作、交给各阶段有机贯穿,任何一个环节的改变 ,都能实时传导至下流 ,一切参与人都在一个数字模型上“添砖加瓦” ,打破了“言语不一致”的壁垒,构成边规划  、边制作 、边体会的动态闭环 。

数字孪生,便是经过数字技能 ,将实际国际的物体  、体系与流程映射到虚拟空间,生成一个可交互、可演化的“数字克隆体” 。它经过“真假联动”大幅削减重复劳动,进步协作功率 ,并催生了一场更深层次的“左移工程”革新。

传统制作流程常常在后期发现问题 ,导致返工、推迟与本钱激增。而经过数字孪生,工程验证“前置”到规划初期,在虚拟国际中就能完结不计其数次的功能测验与工艺验证 ,能够在前期辨认潜在危险并及时批改 ,防止什物试错的昂扬本钱 。

从航空航天  、消费电子到轿车工业 ,数字孪生正成为高杂乱度制作职业的“柱石”。例如 ,JetZero凭借其验证下一代翼身交融型飞机 ,Oracle Red Bull F1车队用其实时调整赛车参数。它不是单一环节的功率东西 ,而是一种支撑安排变革与立异才干的体系渠道。

但是,就像上述Digital Twin Consortium调研数据显现的“8%与92%”的反差 ,背面躲藏的是企业在数字孪生落地进程中面对的结构性应战 。

大都企业误将数字孪生视作“3D图形的高档出现”  ,而非一个包括规划、仿真、验证、优化、制作与服务,真假共生的“数字生命体”。而实在的全面数字孪生 ,是一个能在整个生命周期中不断吸收实在数据、驱动事务演化的自进化闭环体系 。

以西门子南京工厂为例 ,其规划建造进程自身便是在数字孪生中完结的。经过仿真引擎预演多个极点情境,团队在虚拟空间中完结了对厂房装备  、工艺流程 、数据流途径的多轮验证与优化。在工厂投产后 ,一切运营数据实时反应至孪生体中,完结继续调整与功能进步 ,实在构建起了一个工厂的“智能神经体系”。

正如《哈佛商业谈论》所指出 :“闭环优化才干是工业数字化转型的中心价值锚点。”而全面数字孪生正是这一才干的具象化 。

推进这种闭环体系的要害 ,不在于单一东西布置,而是打通规划(CAD)、办理(PLM)、制作履行(MES) 、企业资源(ERP)之间的“体系断点” ,构建起逻辑一致 、数据贯穿的“数字主线” 。正因这种体系才干要求高  、协同门槛大,才构成了大都企业难以打破部分试点阶段,停步于“东西堆叠” 。

02  。

为什么拼不成一张图?

全面数字孪生的实质,并非“东西堆叠” ,而是体系架构的重塑。企业若要实在迈入数字孪生阶段,首要明日答复一个问题 :为什么拼不成一张图?

在实际企业中  ,多域物料清单(BOM)涣散办理严峻。规划BOM、工程BOM 、制作BOM各自为营,机械 、电气、软件团队运用不同东西和格局 ,体系间难以联通。数据涣散、多格局频频转化、手动同步、缺少追溯 ,构成信息滞后 、过错堆积 ,乃至诱发规划缺点与合规危险 。

更重要的是,孤立的架构压抑了AI  、机器学习等需求大规划数据才干发挥效能的先进技能 ,阻断了企业通往高阶智能化的途径。

西门子的处理计划,是构建一条贯穿产品全生命周期的数据“神经网络”——数字主线。它整合东西 、数据 、流程与体系,打通规划、仿真、制作与服务的上下流,在同一主线上活动、“共生” 。工程团队得以在一致渠道上同享 、调用中心数据,改变实时同步,仿真与决议计划建立在全域洞悉基础上。

数字主线不是简略的数据管道,而是渠道级才干。Teamcenter作为西门子数字主线的中心渠道 ,相当于企业的“协同大脑” 。

在概念规划与剖析阶段 ,它支撑多范畴如机械 、电气、软件等并行开发 ,又能经过要害数据对齐机制 ,坚持准确联动 。

多范畴工程物料清单(EBOM)是数字主线的中心纽带。尽管工程师担任产品规划 ,但终究在EBOM中完结产品的完好界说与标准固化。由此,EBOM一般是企业界规划最大、用户最多 、杂乱度最高的体系 。数字主线经过将EBOM数据流无缝接入产品全生命周期办理(PLM)体系,企业建立了完好一致的产品界说 ,保证每一次装备与改变都可追寻、可审计 。

数字主线还延伸至制作与服务阶段 ,工程与制作 、工艺规划 、服务等环节能够完结无缝协同 ,改变主动同步  。

这一理念在OPmobility的实践中得到了验证 。该公司定制了Teamcenter作为其产品生命周期办理的骨干体系 。该公司董事总经理Félicie Burelle表明 :“咱们运用西门子Teamcenter X在全球研制网络中布置了标准化一致PLM处理计划,不只有助于进步团队功率和效果,还能够加速产品的上市速度,不管关于OPmobility的产品仍是客户来说都大有裨益。” 。

正是因为这种体系性的才干 ,西门子获得了Frost & Sullivan颁发的2023年度数字孪生技能领导奖。该安排指出 ,“西门子供给的是实在的综合性办法 ,经过集成的数字主线将传统孤立的产品与出产流程连接起来”,而这正是西门子领跑数字孪生范畴的“终极兵器” 。

03  。

重塑制作范式 。

数字主线为全面数字孪生打通了数据通路、消除了体系分裂,但仅有它仍不行 。企业要将数据转化为事务价值 ,还需求一个“履行引擎”来承载模型 、仿真、测验与反应的全进程。Simcenter正是西门子在这一环节的要害布局 。

作为西门子全面数字孪生的中心渠道 ,Simcenter将工程仿真、功能猜测与虚拟验证深度交融 ,使产品从规划之初就具有精准可控的“行为预演才干” 。

凭借Simcenter ,在数字主线所打通的数据基础上,构建产品在不同工况、极点环境乃至全生命周期内的数字映射模型,完结猜测性验证、功能调优与实时反应,然后支撑起实在意义上的闭环制作。

其技能中心之一是制作主数据模型(MDM)与通用工厂模型(CPM),经过对产品物料清单BOM与工艺清单BOP,在“单一渠道”中完结规划建模 、工艺规划、出产履行与设备办理 ,构成产品孪生 、工艺孪生与设备孪生的全面交汇 。这一体系在实践中已广泛应用。

在电池制作范畴,电池充电的前80%一般十分快速 ,而终究20%则耗时更长,部分原因是充电进程中发生的热量所造成的 。经过Simcenter对分流器进行数字孪生建模 ,优化空气流散布  ,让冷却功能进步22% 、规划时刻缩短50% 。

在交通范畴 ,加州草创公司Natilus致力于处理空运费用贵重的问题。凭借数字孪生体系 ,客户与开发者得以“沉溺式”体会和全面探究规划细节 。他们选用翼身交融规划  ,货运容量进步1.5 倍 ,还将燃料耗费削减了一半,上市时刻缩短50%。房车制作商Hymer在规划概念房车VisionVenture时,凭借全面的数字孪生 ,实体原型削减80% ,个性化变型开发时刻缩短65%  。

在消费级产品与个性化制作范畴,义肢制作企业Unlimited Tomorrow,使用数字孪生和3D打印,完结个性化规划与制作,将义肢本钱从8万美元降至8000美元,交给周期从最长一年缩短至几周 ,义肢分量从4磅降至1磅 ,为客户供给经济实惠、简便且高质量的义肢。

在更具应战性的转产事例中 ,越南VinFast仅用三周时刻完结从造车到造呼吸机的转化 ,正是经过西门子数字孪生计划完结的快速布置,终究将月产能进步至5.5万台  。这种呼应力,正是全面数字孪生体系赋予企业的要害竞争力 。

一起 ,数字孪生与AI 、工业元世界 、可继续制作深度交融,打造动态可进化体系 。在电池机器人夹具优化中 ,AI辅助规划完结了结构减重80% 、碳排放削减90%。AI驱动的装备应用程序经过拓扑优化明显缩短规划周期和本钱  。

从这些实践中能够看出 ,当企业实在打通数据主线、建成仿真渠道 ,并将其延展至工厂 、流程和客户前哨 ,全面数字孪生就不只是一项技能才干,而是一种驱动产品进化 、流程再造和安排变革的结构性力气。它既进步了功率与质量,又拓宽了产品界说与交给的鸿沟 ,终究让企业具有了在杂乱多变环境中快速决议计划、灵敏呼应、可继续运营的才干 。

全面数字孪生是一种新的出产逻辑和安排才干 。它重塑了产品规划范式 ,改写了制作节奏 ,也界说了未来工业企业的中心竞争力。

实在的工业未来,并不归于具有最多东西的企业 ,而归于能够用数据驱动演化 、用仿真支撑决议计划的体系型安排。在这场从“东西堆叠”走向“体系重构”的范式跃迁中  ,全面数字孪生正成为那条决议企业命运的分水岭。

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