智能化:数字孪生技术在制造业的性应用!

    数字孪生工厂整体解决方案主要围绕制造业务链展开,包括研发设计环节的三维验证、虚拟调试与装配,产线装备的故障监测分析、预测性维护、健康性诊断等,生产过程环节的调度优化、质量分析、在线统计、生产控制,以及车间与工厂的供应链优化、人员管理、能耗监测等,通过数字孪生与数据智能,整体实现自动化装备、数字化车间、智能化工厂。


    智能工厂架构与平台设计

    为了构建具备“感知,设备互联,数字集成,智能预测”等特征的智能工厂运行体系,本文以实际市面上工厂级数字孪生平台为例,介绍其平台架构与设计理念。针对传统工厂/车间管控系统智能决策缺乏的问题,本文提出基于数字孪生的智能工厂总体架构和虚实集成的信息系统实时监测集成模型。创建基于数字孪生的工厂管控系统,在物理工厂的实时监测、高度自动化等功能方面实现虚实集成,结合虚拟系统和工业物联网等技术,逐步实现数字孪生系统的信息集成框架与解决方案。通过个性化定制的模型车总装车间数字孪生应用案例,实现虚拟生产系统的可视化、实时性、可操作性及可协作性功能。

    为推进数字孪生技术研究、标准、应用、建设推广等相关工作,工业4.0研究院牵头发起数字孪生体联盟,加快数字孪生技术在制造业领域的快速发展。本文以孪数科技的Twinverse数字孪生技术平台为例,介绍其原生架构。


    Twinverse是一个分为3层的数字孪生PaaS平台,包含设备信息接入、视频流接入、多源系统接入、系统数据采集与传输的边缘层,提供数据整合治理服务。多源异构数据处理、二三维数据库搭建、空间内容服务、三维可视化渲染等技术为平台层提供数据交换机制及孪生体服务,利用K8s资源纳管/编排的云原生技术组件实现底层管理。应用层包含主流人机交互技术,如电脑、平板、VR/AR、手机小程序等,让用户远程查看工厂运行状态及工艺设备细节。

    此外,西门子的NG MCD软件在设计与环节中发挥着重要作用。NG MCD提供了的机械系统设计、虚拟调试和多学科功能,确保在实际部署之前发现和解决问题。通过与Twinverse平台的结合,可以将NG MCD的数据和设计结果集成到数字孪生模型中,进一步优化虚拟与实际系统的对比和验证过程。


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