人們對數字孿生的炒作最（zuì）近開始達到頂峰。與許多其他有前途的技術一樣，這（zhè）種興趣的增加在很（hěn）大程度上可以解釋為計算能（néng）力（lì）、雲、大數據應用和物（wù）聯（lián）網傳感器可使用性方麵的進步。憑（píng）借處理海量（liàng）數據的能力，現在可以（yǐ）更細致地模（mó）擬產品和流程，而這就是數字孿（luán）生的全部意義所在（zài）。

什（shí）麽是（shì）數字孿生？

簡而言之，數字孿生（shēng）是物理實體的數字複製品。該物理實體（tǐ）的輪廓是使用無（wú）數數據點生成的，安裝在實體上的傳感器捕捉這些數據點，並將（jiāng）其發送到基於（yú）雲的係統（tǒng）進行進一步分析。簡單來說，數字孿生由4種技術構（gòu）成：

數字孿生在現代工廠中的作（zuò）用

在製造業中，數（shù）字孿生的（de）主要好（hǎo）處是能夠自動提供關於設備或產品性能的全麵信息，而無需員工（gōng）參與。更重要的是，利用當今的計算能力，工廠可（kě）以使用先進的（de）機器學習算法快速（sù）分析物理孿生提供的數據，並將（jiāng）其轉化為可（kě）操作的見解。在數字孿（luán）生（shēng）出現之前，這樣的製造業控製水平是無（wú）法實現的。

製造業是（shì）一個看起來很複雜的（de）行業。工廠通常具有高度複雜（zá）的機械部件，它們不斷地相互作用。這種複（fù）雜性使我們無法了解生（shēng）產現場哪些地（dì）方需要（yào）改進，以及如何改進（jìn）。

但由於工廠安裝了數千個傳（chuán）感器（qì），並不斷將數據傳輸到數字孿生係統，製造商可以積累有關係統性能的重要見解，並對工廠的工作流程進行循證調整。更重要的是，現代（dài）傳感器可以收集從濃度和溫（wēn）度（dù）到工廠一般環境條件等各種特征的數據。

借助傳感器，數字孿生可以監測製造工廠以外的（de）資產。例如，汽車工廠可以評（píng）估各種汽車部件在極（jí）端條件下的磨損或性能。這些見解可用於增強未來的產品設計。數字孿生還使製造商能夠在（zài）沒有任何經濟風險的情況下試驗非常（cháng）規設計決策，並（bìng）推動創新。

簡而言之，數字孿生使製造商能夠克服傳統挑戰，並（bìng）同時實現各種業務需（xū）求。

製造業中的主流數字孿生用例

在製造環境中（zhōng），數字孿生可以以多種方式（shì）應用（yòng）。讓我們來探索一些世界領先的製造公司（sī）是如何利用數字孿生的。
 

尤其是意識到（dào）對藥物和疫苗的（de）需求日益增長，Atos、葛蘭素史克和西門子（zǐ）聯手改造（zào）製藥行業。

傳統上，製藥公司隻能在產品製成後才能評估產品的質（zhì）量，這意（yì）味著如果質量低，則必須丟棄整批產品，從而造成時間和材料的浪費。數字孿（luán）生允許在生產過程中評估產品質量，幫助製造商及時調整操作並滿足質量標準。

Atos與西門子合作實施了一個數字孿生係統（tǒng），用於收集有關疫苗製造流程每個階段的數據。這種數字孿生使製藥公司能夠顯著提高產品質量、降低成本（běn）並縮短上市時間。更重要的是，製藥公司現在還可以模擬生產中的變化，並（bìng）清楚地看到它們將如何影響（xiǎng）最（zuì）終產品。
 

為了滿足對其行業領先的（de）螺杆式壓縮機不（bú）斷增長的需求，Kaeser 決定將數字孿（luán）生集成到他（tā）們的新生產（chǎn）設施中（zhōng）。在 Kaeser 的（de）案例中，產品必須（xū）滿足特定客戶的需求（qiú），這大（dà）大增加了質量控製的複雜性。他們的壓縮係統有相當（dāng）多的參數需要為每個客（kè）戶（hù）單獨進行定（dìng）製。更重要的是，根據環境的不（bú）同，Kaeser 的客戶可以在空氣和水冷卻係統（tǒng）之間進行選擇，並在他們的壓（yā）縮機上添加幹燥器或熱回收係統。

在數字孿（luán）生的幫助下，Kaeser 的員工可以在產品組裝前確定準確的產品測試程序。一旦壓縮機離開裝配（pèi）線，按下按鈕即（jí）可啟動測試程序。如果其餘結果不（bú）符合要求的標準，係統會通知操作員手動調整壓縮機參數。

Kaeser也在工廠之外使用數字孿生係（xì）統（tǒng），每一台銷售出去的（de）壓（yā）縮空氣係統也（yě）由數字孿生虛擬複製。這使（shǐ）得操（cāo）作員可以監測每台壓縮機的狀態，從而遠（yuǎn）程檢測潛在故障並及時維護。這大大延長了產品的壽命，提高了客戶滿意度，並降低了維護成本。
 

在豪華汽車的生產上，在質量方麵不能有妥協的餘地。另（lìng）一方麵（miàn），細致的質量控（kòng）製可能相（xiàng）當耗時。因此，為了加快汽車開發流程，世界上著名的汽車製造（zào）商之一瑪莎拉蒂與西門子合作，將數字孿生集成到其製造流（liú）程中。

在西門子PLM 軟件的幫助下，瑪莎拉蒂工程師現在可以使用汽（qì）車虛擬副本中的（de）數據來（lái）不斷優化他（tā）們的（de）開發。例如，評（píng）估車輛空氣動力學（xué）的傳統方法需要構建汽車的物理原型（xíng），並將（jiāng）其放置在風洞中。借助數字孿生，可以虛擬運行此類測試，從而顯著降（jiàng）低成（chéng）本，並允許（xǔ）對汽車的（de）空氣動（dòng）力學進行更精細的實驗。

由（yóu）於數字（zì）孿生的實施，瑪莎拉（lā）蒂成功地將汽車開發所需的（de）運營成本和時間降低（dī）了 30%。借助數字孿生，該公司還將車輛上市時間縮短了 16 個（gè）月。
 

最初，總部位於巴西（xī）的農業機械製（zhì）造（zào）商 Stara 旨在應用數字（zì）孿生來提高（gāo）性能，並優（yōu）化其農業（yè）機（jī）械的維（wéi）護。在拖拉機和（hé）其他農業（yè）機（jī）械上安裝了物聯網（wǎng）傳感器後，他們能夠監測拖拉機的路徑、速度、油耗和發動（dòng）機狀（zhuàng）況。這使Stara能夠（gòu）預測機械故障，並延長設備正常運（yùn）行時間。

在利用數（shù）字孿生（shēng）的優勢來提高性能的同時，Stara 發（fā）現（xiàn）這項技術還可以優化農民對機械的使用。嵌入式物聯網傳感器（qì）現在可以收集天氣和土壤（rǎng）特（tè）性數據，幫助農民確定種植作物的最佳條件。
 

在輪胎製造公司中（zhōng）實施數字孿（luán）生（shēng），無需構建原型，即可促進產品工程和測試。除了縮短上（shàng）市時間和減少開發成本外，消除物理原型還能讓（ràng）製造商和組織（zhī）減少由原型浪費而引起的（de）負麵環（huán）境影響。

更重要的是，事實證明，對於輪胎製造公司來說，數字（zì）孿生對簡化與其他（tā）汽車公司的合作尤其有益（yì）。例如，世界（jiè）領（lǐng）先的輪胎製造商普利司通現在使用數字孿生與其合作夥伴共享即將推出的產品的虛擬複製品，以獲得批準。知名（míng）輪胎製造商米其林的數據科學總監也聲稱，數字孿生在構建高效合作生態係統方麵具有（yǒu）巨大潛力，使（shǐ）組織能夠無縫地相互共享（xiǎng）開發數據。

而米其林則使用數（shù）字孿生來測試各種輪胎設計。更（gèng）具體地說，該公司使用這項技（jì）術來模擬潮濕路麵上的（de）輪胎行為，以確定最佳胎麵花紋設計。西門子可（kě）以說是汽車行（háng）業最受歡（huān）迎的數字孿（luán）生技術提供商，其工程師也聲稱，可以模擬輪胎在不同路（lù）麵和不（bú）同（tóng）天氣條件下的性能。

最後的想（xiǎng）法

不可否認，數字孿生是製造業中的關鍵技術。它在創造價值、縮（suō）短（duǎn）上市時間、優化工廠設備和成品性能，以及提供洞察力（lì）方麵的能（néng）力是任何其他解決方案都無法比擬（nǐ）的。隨著成本的降低、供應商數量的增加，以及構成數字（zì）孿生的（de）先進技術的可獲得（dé）性的提高，集成數字孿生應該是全球（qiú）製造商（shāng）的下（xià）一個必然步驟。
然而，同樣值得注意的是，那些（xiē）擁有高度複雜流程、優先考慮創新、改進或擴大產品範圍的公（gōng）司將從數字（zì）孿生中受益（yì）最多。不（bú）過，這項技術（shù）絕不便宜，也不（bú）易於實（shí）施，因為它通常需要對組織架構進行徹（chè）底改造，並對製（zhì）造（zào）工作流程進行相當大的調整。
 

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