商務(wù)咨詢
Digital Twins數(shù)字化雙胞胎，被看作傳統(tǒng)制造企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石。上一篇講到，制造業(yè)企業(yè)主要從企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間、產(chǎn)品側(cè)、用戶側(cè)四個(gè)方向展開數(shù)字化轉(zhuǎn)型的具體工作。推動(dòng)企業(yè)在業(yè)務(wù)管理運(yùn)營方式、產(chǎn)品、業(yè)務(wù)模式等方面進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)新，打造數(shù)字化智慧企業(yè)。以企業(yè)業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新為例，智慧服務(wù)被認(rèn)為是推動(dòng)企業(yè)從單純的產(chǎn)品銷售到向用戶提供整體解決方案的重要戰(zhàn)略，是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心舉措之一。那么，智慧服務(wù)通過什么方式向客戶提供？計(jì)費(fèi)方式如何計(jì)量？其中的一個(gè)重要途徑就是通過數(shù)字化雙胞胎獲取客戶方所運(yùn)行設(shè)備的相關(guān)信息以提供相關(guān)服務(wù)，并通過數(shù)字化雙胞胎的使用次數(shù)及運(yùn)行時(shí)間來計(jì)費(fèi)。據(jù)報(bào)道，GE在其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Predix上已經(jīng)建立了近百萬個(gè)數(shù)字化雙胞胎。當(dāng)然，數(shù)字化雙胞胎的使用場景遠(yuǎn)不止與此，下面是一部分典型場景：
傳統(tǒng)的數(shù)字化雙胞胎概念主要強(qiáng)調(diào)的是物理實(shí)體與數(shù)字虛體之間的靜態(tài)數(shù)字映射，是將軍工行業(yè)數(shù)十年前提出的數(shù)字樣機(jī)概念(DMU，DigitalMock-up)在飛速發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施(比如計(jì)算能力)的加持下通過CPS(Cyber PhysicalSystem)的定義框架進(jìn)行重新展現(xiàn)。
數(shù)字樣機(jī)概念的提出，使工業(yè)產(chǎn)品尤其是像飛機(jī)、火箭這樣的復(fù)雜產(chǎn)品在其研發(fā)過程中，可以在虛擬環(huán)境中對(duì)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、虛擬仿真、虛擬裝配等等，大大提高了設(shè)計(jì)效率，節(jié)省設(shè)計(jì)成本，縮短了從設(shè)計(jì)到制造交付的周期。而這一成功經(jīng)驗(yàn)隨后也被推廣到了汽車，裝備制造等其他行業(yè)，并取得了顯著效果。
以波音787為例，其數(shù)字樣機(jī)充分利用基于模型定義(MBE，ModelBased Definition)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，拋棄了低效的二維工程圖樣，將MBD模型作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品定義、制造執(zhí)行的唯一依據(jù)，大大提高了研制效率。
數(shù)字化雙胞胎的主要組成特征包含三點(diǎn)：
模型，建立描述數(shù)字化雙胞胎的數(shù)字框架，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)等，工業(yè)產(chǎn)品會(huì)參考自身所處行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系來作為建立對(duì)應(yīng)模型的參考；
數(shù)據(jù)，指描述數(shù)字化雙胞胎所需的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，包括模型數(shù)據(jù)、時(shí)間序列、元數(shù)據(jù)、特征值、參數(shù)值等；
唯一性，是指每一個(gè)物理實(shí)體都有且只有唯一對(duì)應(yīng)的數(shù)字實(shí)體；
而基于數(shù)字化雙胞胎的主要?jiǎng)幼餍袨榘ǎ?/span>
監(jiān)控，操作者可以通過通知等不同方式按照不同的顆粒度獲得數(shù)字化雙胞胎的實(shí)時(shí)狀態(tài)；
分析，操作者可以對(duì)數(shù)字化雙胞胎的狀態(tài)信息、運(yùn)營數(shù)據(jù)等基于特定規(guī)則，通過不同的算法進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目的，比如診斷、預(yù)測、指導(dǎo)等；
控制，指操作者可以通過數(shù)字化雙胞胎控制實(shí)體設(shè)備；
仿真，指操作者可以通過數(shù)字化雙胞胎模擬或測試實(shí)體行為；
另外，數(shù)字化雙胞胎的另一重要特征是實(shí)時(shí)性，在不同業(yè)務(wù)場景中，數(shù)字化雙胞胎需要能夠“實(shí)時(shí)或者準(zhǔn)實(shí)時(shí)”地保持虛體和實(shí)體之間的同步，而IOT、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、預(yù)測分析等新興技術(shù)在保持?jǐn)?shù)字化雙胞胎的實(shí)時(shí)性方面起到了非常關(guān)鍵的作用。
隨著中國制造2025、德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略理念的逐步深入，數(shù)字化雙胞胎技術(shù)也隨之演變發(fā)展，目前，已經(jīng)拓展到從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)工程到產(chǎn)品制造到維保服務(wù)的端到端貫通。除了傳統(tǒng)數(shù)字化雙胞胎理念的持續(xù)拓展，我們發(fā)現(xiàn)，企業(yè)基于不同的業(yè)務(wù)目的也需要建立不同類型的數(shù)字化雙胞胎：打造數(shù)字化精益工廠需要建立工廠的數(shù)字化雙胞胎；節(jié)約設(shè)備維保成本、減少設(shè)備宕機(jī)、提高維保效率需要與設(shè)備制造廠商一起建立生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化雙胞胎；為客戶提供產(chǎn)品延伸服務(wù)需要建立自有產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎等。
從技術(shù)理論層面看，MBD是基于模型的系統(tǒng)工程理論(ModelBased System Engineering，MBSE)在工業(yè)制造領(lǐng)域的實(shí)例化應(yīng)用，MBSE(或者說所有的系統(tǒng)工程)包含技術(shù)過程和管理過程兩個(gè)層面，技術(shù)過程通常遵循V型的分解-集成框架：
在項(xiàng)目管理(或者業(yè)務(wù)管理)過程中，一直以來，基于模型的思路雖然理論上解決了過程一致性問題，但在復(fù)雜產(chǎn)品研制過程中頻繁變更的大背景下，如何讓所有相關(guān)方在正確的階段、以正確的方式獲取唯一正確的信息(有點(diǎn)繞嘴)始終是MBSE實(shí)施過程中的最大痛點(diǎn)，專業(yè)領(lǐng)域稱之為合理模型框架的建立與選擇。拓展至更廣義的裝備制造業(yè)，(移動(dòng))互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的成熟極大地影響了ToC(面向消費(fèi)者)制造業(yè)企業(yè)對(duì)用戶需求的打開方式(比如消費(fèi)電子)，而這一影響已經(jīng)開始拓展到ToB(面向企業(yè)客戶)的領(lǐng)域，在需求快速獲取-產(chǎn)品設(shè)計(jì)-制造交付-售后服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈上，企業(yè)經(jīng)營者需要在充分利用MBSE價(jià)值的同時(shí)解決其固有痛點(diǎn)。
為此，SAP提出了數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)(Network of Digital Twins)概念，橫跨企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售、服務(wù)的全價(jià)值鏈，同時(shí)通過數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)連接產(chǎn)業(yè)鏈上的利益相關(guān)方如第三方設(shè)計(jì)廠商、制造商、供應(yīng)商、服務(wù)提供商、最終用戶等，以支持企業(yè)全方位的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在模型構(gòu)建方面，SAP數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)階段建立不同類型的支撐模型，下圖是SAP數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)模型框架以及邏輯流程及方案架構(gòu)：
SAP數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)的提出，可以使企業(yè)業(yè)務(wù)在數(shù)字(云)端實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行，有效整合企業(yè)整體IT管控平臺(tái)與生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)營、自有產(chǎn)品在客戶端的使用等相關(guān)OT技術(shù)，拓展企業(yè)運(yùn)營邊界。
文章轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)SAP智造社區(qū)
TransInfo斯凱普斯是SAP Business One 制造業(yè)核心合作伙伴，專注上海/杭州/廣州/深圳等地SAP ERP軟件SAP制造業(yè)ERP軟件、 SAP機(jī)械行業(yè)ERP軟件 、鑄造行業(yè)ERP軟件實(shí)施服務(wù)。
