数字孪生

什么是制造业中的数字孪生？

数字孪生是任何流程、系统或物理资产的数字副本，可增强服务于业务目标的应用。在制造业中，可以为资产、特定生产线、最终产品或生产过程中的任何其他“真实世界”场景构建数字孪生。

ygtu

Jan 1, 2024 • 13 min read

在线工具推荐：3D数字孪生场景编辑器 - GLTF/GLB材质纹理编辑器 - 3D模型在线转换 - Three.js AI自动纹理开发包 - YOLO 虚幻合成数据生成器 - 三维模型预览图生成器 - 3D模型语义搜索引擎

在制造业中，数字孪生可以在帮助您复制黄金批次或运行方面发挥重要作用。

比较产品及其制造条件可以帮助您确定为什么某些批次具有更多的可变性、缺陷或效率低下。最终，这些见解可以帮助您重复最佳运行或“黄金批次”。

挑战在于，制造商生成的生产数据采用各种系统和格式。一些公司收集了太多的原始数据，但没有资源来做一些有意义的事情。这可能包括让员工不知道如何处理数据。其他公司缺乏完整的数据连接，因此很难拼凑出完整的生产情况。还有一些组织在获取正确信息方面存在问题：他们可能拥有无法使用的数据或具有大量数据的极其复杂的流程。

无论是这些原因之一还是其他原因之一，最重要的问题是，即使存在原始数据，许多公司也会陷入糟糕的信息中。许多制造商试图优化他们的材料、工艺或机器。然而，尽管他们尽了最大努力，但他们还是找不到一些不太明显的变异来源。

这就是数字孪生可以发挥重大作用的地方，帮助您的制造公司突破数据疲劳，将数据转化为竞争优势。但是，究竟什么是制造数字孪生，它们是如何使用的？

什么是制造业中的数字孪生？

数字孪生是任何流程、系统或物理资产的数字副本，可增强服务于业务目标的应用。在制造业中，可以为资产、特定生产线、最终产品或生产过程中的任何其他“真实世界”场景构建数字孪生。

使用数字孪生可以合并物理世界和数字世界。数字孪生用于产品或流程生命周期的仿真和操作阶段。无论您如何构建数字孪生，总体结果都是拥有一个数字表示，您可以使用它来获得更多知识和更深入地了解您的生产。

digital-twin-analysis-by-engineers — NSDT数字孪生场景编辑器：NSDT 编辑器

生产的每一件产品和执行的每一道工序都是独一无二的。有成百上千个关键输入变量来描述产品、资产、整条生产线和流程。在制造运营中，数字孪生是一个动态副本，旨在将过程变量捕获、映射和结构化到持续更新的数据库中。可以在整个组织中访问和使用此数据库。通过使这些数据在数字环境中更容易获得，团队可以使用其他应用程序、模型或第三方程序中的数据来做出有意义的发现。

为什么要在制造业中使用数字孪生？

一旦您拥有了流程的数字副本，并将来自相关来源的所有数据链接到正确的最终产品（称为流程图模型），您就可以开始解决最大的挑战。让我们看看由流程、资产或线程构建数字孪生如何实现这一目标。

例如，流程数字孪生可以作为整个组织的单一事实来源。它们封装了您生产的每个产品、批次或序列号的确切制造条件。因此，团队可以通过我们的 IIoT 平台利用他们的生产数据，该平台拥有超过 25 个业务应用程序，以解决日常挑战并提高设施和部门的可见性。

工程师和数据科学家使用数字孪生流程节省了宝贵的时间。手动提取数据和复杂的手动分析的日子已经一去不复返了。数字孪生可自动执行数据提取、清理、结构化和转换。这样一来，最重要的信息就直接交到了技术娴熟的工程师手中。您的团队可以专注于解决问题，推动公司向前发展，而不是手动处理数据。

借助数字孪生，团队可以专注于解决推动公司向前发展的问题，而不是手动操作数据。

运营团队可以使用数字孪生来确定哪些输入变量对特定输出的影响最大。确定这些关键输入参数是进行必要的流程更改以推动目标向前发展的关键步骤。

数据可访问性和数字孪生

由于几乎可以构建任何事物（机器、流程、系统等）的数字孪生，因此试图弄清楚您的组织需要什么样的数字孪生可能会让人感到不知所措。虽然选择正确的数字孪生类型很重要，但它只是数字化战略的一个组成部分。

数字孪生的构建方式（即如何收集、修改、映射和提供数据）可能会对您的整体投资回报率和数字效率产生巨大影响。在许多情况下，数字孪生的构建方式与您的目标直接相关。

所有数字孪生都旨在以某种方式捕获数据并将其置于上下文中：它可能只是来自一台机器的数据，也可能是来自生产过程特定部分的数据。与市场上大多数制造数字孪生相比，NSDT数字孪生是独一无二的。首先，我们的流程数字孪生不仅持续收集数据，而且还将其置于上下文中，以包括基于连续计算的滞后时间（即跟踪物料流）的实时生产条件。它还包括计算出的变量，用于在没有传感器的情况下的滞后时间或其他流量。

基于NSDT数字孪生场景编辑器驱动的数字孪生，我们的中间件可以清理数据（删除异常值，合并格式，ETL）并生成最新的产品数据。这会将您的生产数据转换为相互关联的信息，使其可用于进一步的可视化、分析、决策和创新。

构建完成后，数据将通过 NSDT数字孪生场景编辑器中间件不断摄取，以确保团队始终能够访问更新、准确的生产信息。这种独特的差异化意味着团队无需手动提取或准备数据来了解生产过程中发生的情况。每个产品下线时，数字孪生数据会实时更新。

数据收集非常有价值，因为它在您的组织中创建了单一的数据真实来源。然而，数据只有在能够被使用时才有价值。例如，即使数字孪生准备了数据，数据科学家也可能是唯一能够识别模式并构建预测模型的员工。

虽然数据科学家从准备用于预测的信息中受益匪浅，但今天的制造工具也需要赋予公民数据科学家权力。 通过为流程专家（即具有日常运营知识的专家）提供培训，公司离整个组织的转型更近了一步。

虽然数据科学家从准备好的信息中受益匪浅，但今天的制造工具也需要赋予公民数据科学家权力。

例如，数据科学家可能发现资产性能存在差异，并将其提供给运营团队，作为提高吞吐量的可能位置。工艺工程师指出，在那段时间里，一台给定的机器处于关闭状态，因此，是的，生产受到影响是有道理的。两支球队都回到了绘图板，各自为同一个总体目标各自为政。

虽然这有点夸张，但要点是，将数据使用限制在少数几个团队意味着可能会错过意想不到的变化原因。对于组织中的每个人来说，数据并没有真正民主化。如果需要先进的技术技能才能从数据中获取价值，那么您的很大一部分员工仍然无法发现并推动进步。

这就是其他工业 4.0 技术（如 IIoT 平台和高级应用）发挥作用的地方。它们使您的数字孪生数据能够被技术团队和非技术团队使用，使您公司的任何人都有可能发现优化。

IIoT 平台和数字孪生如何相互交互？

IIoT 平台充当数字孪生数据的网关。工业物联网平台（IIoT 平台）将来自硬件、软件系统、传感器和其他数据点的实时数据聚合到一个集中式环境中，通常可供大量用户访问。它通过将数据拉入集中式系统（通常在云中，但有时也在本地或边缘）来弥合系统、人员和机器之间的差距。

但是，正如我们所讨论的，改进的数据访问并不意味着提高数据可用性。在大多数情况下，员工仍然必须具备技术知识才能做出有价值的发现。

在 NSDT数字孪生场景编辑器，我们相信制造业的未来在于 IIoT 平台：一个通过高级业务应用程序增强的 IIoT 平台。 这些应用程序使任何人都可以轻松实时了解生产条件，或使用专有的 AI 更深入地了解数字孪生数据，以优化您的流程和质量。

NSDT数字孪生场景编辑器的 IIoT 平台旨在使数据民主化并赋予公民数据科学家权力。我们全面的产品套件利用商业智能应用程序、连接器和自助式 AI，使组织中的每个人都能从数字孪生中汲取价值。

IIoT 平台将您的数字孪生存储到一个集中式环境中，可供广大用户访问。NSDT数字孪生场景编辑器构建的数字孪生是您组织的单一事实来源。团队可以依靠数字孪生来解决质量问题，确定流程优化，甚至在 NSDT数字孪生场景编辑器的应用程序套件或其他系统中构建预测模型。在制造过程中使用数字孪生可以更快地发现、测试和实施流程改进发现。

在构建数字孪生与其他 4.0 技术协同工作的方式时，我们的目标是构建一个多因素技术解决方案，该解决方案首先考虑客户的挑战或目标，并采用合适的应用套件来利用它。从这个意义上说，我们的数字孪生与您想要实现的目标协同工作。

总结

数字孪生在制造业中呈上升趋势，预计到 2026 年，数字孪生市场将达到 482 亿美元。随着围绕数字孪生及其价值的嗡嗡声如此之高，人们很容易直接跳到第一个看起来很合适的解决方案。

在选择数字孪生供应商之前，请考虑您的短期和长期目标。您正在构建的数字孪生类型是否专为工厂的变化而增长而设计？数据模型是否构建为包含未来的计划，即使您还不知道它们是什么？数据是随时可供更多团队使用，还是仍然孤立于技术含量最高的团队？某些数据的缺失会通过正确的计算变量来补偿吗？

作为协助制造商实现运营转型的领导者，NSDT数字孪生场景编辑器的先进流程数字孪生、IIoT 平台和商业智能应用程序可以帮助所有类型的制造商在自己的流程中发现机会。联系我们，了解我们专为制造业设计的独特专业知识和工具如何帮助您实现现在和未来的目标。

在制造业中，数字孪生可以在帮助您复制黄金批次或运行方面发挥重要作用。

什么是制造业中的数字孪生？

为什么要在制造业中使用数字孪生？

数据可访问性和数字孪生

IIoT 平台和数字孪生如何相互交互？

总结

查看案例