数字孪生如何加速制造业转型升级

制造业转型升级？

考虑一下

数字孪生吧

数字孪生可以高度真实、准确地呈现现实资产，无论是建筑物、产品还是其他东西。在制造业中，引入数字孪生是一种越来越普遍的决定。以下是一些真实且吸引人的数字孪生应用，它们凸显了这项技术如何改善行业。

01提高新机器的投资回报率

投资新设备是制造商提高整体产量、减少错误和实现其他收益的实用方法。然而，购买新设备并不能保证它能为工厂带来回报。幸运的是，数字孪生可以增加此类投资效果超出预期的可能性。

更具体地说，它们对于虚拟调试非常有价值，有助于避免在安装机器时出现代价高昂的错误。

减少设备安装过程中的挑战

KHS是一家总部位于德国的公司，专门生产包装和灌装机械。该公司码垛产品中心负责人Stefan Diesner解释了数字孪生如何在使得调试尽可能顺利进行方面发挥关键作用。

“具体来说，所谓的数字孪生技术可以通过跟踪和显示机器生命周期的几乎所有阶段，并将流程转移到虚拟环境中。这可以虚拟化模拟几乎所有生产流程和产品。我们的目标是通过扩展虚拟调试设置来继续缩短交货时间并降低与故障相关的成本，”他解释说。

02尽量减少创新带来的不确定性

不断推出新产品和新工艺往往是公司在充满挑战的市场中保持竞争力的关键。然而，即使是积极的变化也会因未知因素而令人感到不安。如果新的制造工艺带来了意想不到的成本或其他挑战怎么办？追求创新能带来意想不到的好处吗？

数字孪生有助于回答这类问题，帮助制造商对未来更有信心。

在变化发生之前显示其影响

你可能偶尔会希望在做出决定之前就能够看到未来并了解该决定的影响。数字孪生提供了一个最佳解决方案，它为用户提供了一个虚拟环境，他们可以将其用作现实生活变化的试验场。

Keith Thornhill是西门子英国和爱尔兰食品饮料部门的负责人。他最近举了一个真实的例子来说明数字孪生应用如何帮助制造商更好地为采用不同的方式做事做好准备。

“各种规模的食品制造商已经在利用数字孪生技术来减少时间和风险，为创新奠定基础。例如，包装供应商TrakRap使用数字孪生技术来测试从包装生产线中去除热量和废物的方法。他们已经能够开发出一条新的包装机生产线，并帮助零售商减少包装使用量，”他证实道。

03提高整体安全性

在制造业中使用数字孪生是一种让每个人都更安全并了解风险所在位置的有效方法。它可以揭示工厂中需要额外保护的区域。例如，石化制造商使用防爆盾来减轻爆炸的影响。一些选项可使爆炸压力降低50-80%并排出有害烟雾。

数字孪生可以帮助制造商决定在哪里安装防爆盾以获得最佳效果。它还可以用于放置安全标志、地板标记或其他防止事故的措施。

帮助制造商实施和调整指南

在COVID-19期间，大多数制造企业都难以完全停工。管理人员研究了如何让员工保持安全距离并处理经常拥挤的区域。数字孪生使他们能够可视化病毒所带来的影响。

Tech-Clarity制造软件研究副总裁Julie Fraser表示：“我与几家公司进行了交流，他们通过对工厂进行建模，研究如何让人们安全地重返工作岗位，特别是研究如何保持社交距离或实施空气质量控制。工厂的数字孪生和仿真技术使公司能够更好地了解重启要求和相互依赖关系，从而能够在问题和限制发生变化时做出更好的反应。”

芬兰科技公司Haltian拥有一个名为Empathic Building的数字孪生平台。除了提供工作场所图表以确保人们保持足够距离外，它还允许人们自愿显示他们的疫苗接种状况。该平台将所有工人变成虚拟形象。人们可以让自身显示戴着口罩的形象，以表明他们已经接种了COVID-19疫苗。

04实现更好的运营可视性

制造业企业的管理者最初对数字孪生应用感兴趣通常是因为他们希望更好地了解工厂在任何给定时间内发生的事情。一些面向未来的建筑公司使用随着项目进展而更新的数字孪生。这可以帮助管理人员预测和解决问题，以免导致延误或成本超支。数字孪生可以显示流程瓶颈，为管理者提供解决问题所需的详细信息。

在流程早期发现错误

当制造商更加了解生产过程中每个阶段发生的情况时，他们更容易发现可能导致利润损失和高缺陷率的问题（如果不加以解决）。然而，在制造业中依靠数字孪生是一种很好的方式，可以了解哪些方面做得对，并深入了解需要改进的领域。

一家初创公司开发了一款产品，将数字孪生与增强现实相结合，以简化零件和组件的检查。更具体地说，该解决方案使用配备摄像头的平板电脑将刚制造的物品与显示其CAD文件的数字孪生进行比较。

一旦人们将平板电脑的摄像头对准某个物理对象，自动对准功能就会将其与数字孪生文件进行匹配。这种方法意味着工厂工人可以比以前更快地发现偏差，从而找到代价高昂的异常的根本原因。此外，由于该技术通过平板电脑工作，因此无需将大量部件移动到不同位置进行检查。人们可以走到任何地方进行评估。

这些在制造业中使用数字孪生的真实案例解释了为什么决策者越来越有兴趣将该技术融入他们的设施。由于数字孪生可以提供模拟场景，因此更容易保持制造工厂的高度功能性和盈利能力。