前言

在競爭激烈的國際大環(huán)境下，想要領(lǐng)先于所處行業(yè)，保持企業(yè)競爭力，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型獲得更大的工藝效率是至關(guān)重要的。在本次訪談中，F(xiàn)ouad el Khaldi博士討論了工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵問題，如何進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)、在制造早期檢測(cè)到偏差預(yù)警，以及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)后期會(huì)出現(xiàn)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

為什么數(shù)字孿生是制業(yè)4.0轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵部分？

01

目前，制造工藝從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證，再到實(shí)際生產(chǎn)都得到了很好的優(yōu)化，但缺少了流程間的連接和協(xié)作，得益于科技發(fā)展（大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等），終于可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的連接和協(xié)作，工程師可以從快速的可重復(fù)性的驗(yàn)證中受益，并更好的評(píng)估設(shè)計(jì)決策的帶來的影響。

真實(shí)可靠的實(shí)際數(shù)據(jù)還可以持續(xù)為研發(fā)提供學(xué)習(xí)資料，有利于不斷的更新設(shè)計(jì)構(gòu)想，提高新產(chǎn)品的創(chuàng)新性。能夠可靠的實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)并在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期（產(chǎn)品性能生命周期管理或PLM）中監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證產(chǎn)品的性能非常關(guān)鍵。

數(shù)字孿生在智能工廠中扮演什么角色？

02

虛擬樣機(jī)強(qiáng)大之處在于可以高效的驗(yàn)證設(shè)計(jì)和制造工藝的可行性。它也是ESI混合孿生的核心，在這種方法中，我們將虛擬樣機(jī)與來自工業(yè)工廠的實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合起來，以衡量真實(shí)的操作性能，根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)和初始模型來檢測(cè)偏差的早期信號(hào)。混合孿生還可以為項(xiàng)目經(jīng)理提供相關(guān)的信息來評(píng)估失誤原因和工藝決策帶來的影響，并實(shí)施適當(dāng)?shù)募m正措施。

為什么要將虛擬與現(xiàn)實(shí)混合？事實(shí)上，如果我們把自己限制在從歷史經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作中收集的數(shù)據(jù)中，我們只能是在出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。而使用虛擬樣機(jī)，可以將計(jì)劃使用的材料構(gòu)建成真實(shí)的材料（例如，在制造和組裝后獲取其材料特性），并精確地預(yù)測(cè)到可能出現(xiàn)的多種情況，即便是參數(shù)發(fā)生了變化（材料變化、操作條件等）。

仿真技術(shù)應(yīng)如何發(fā)展來支撐制造工藝的優(yōu)化？

03

制造商往往會(huì)通過模擬和試點(diǎn)測(cè)試來驗(yàn)證工藝、設(shè)計(jì)是滿足時(shí)間、質(zhì)量和成本要求的。但因?yàn)閺?fù)雜性和響應(yīng)時(shí)間等的原因，通常只會(huì)將建模工具用在設(shè)計(jì)和驗(yàn)證環(huán)節(jié)，并沒有將其實(shí)際的應(yīng)用于制造環(huán)節(jié)中。

ESI參數(shù)化的簡化模型技術(shù)開發(fā)出了具有實(shí)時(shí)響應(yīng)功能的混合孿生模型，該模型在工藝設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段可以建立起可預(yù)測(cè)的詳細(xì)的3D模型（見圖表）。Hybrid Twin為增加PLC的容量提供了新的思維，可以實(shí)現(xiàn)更智能的機(jī)械控制。

Hybrid Twin將作為邊緣計(jì)算（機(jī)器旁邊的小型處理器）在制造現(xiàn)場(chǎng)完成加載和計(jì)算，實(shí)時(shí)提供更優(yōu)的性能和安全相關(guān)數(shù)據(jù)。工廠將能夠更有效地評(píng)估生產(chǎn)質(zhì)量、及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差并進(jìn)行故障排除，確保交付最佳性能的產(chǎn)品。

編輯：jq