掌上工厂,一“幕”了然

发布时间: 2021-03-12

| “全球工业生产效率提高1%,成本降低300亿。”

|  工业界的这样一种说法,叫做“工业领域的1%革命”。


兴于2014年的赛博物理系统,热于2015年的智能制造,火于2017年的工业互联网,以及红于2019年的数字孪生,堪称这场革命推进中的的关键齿轮。


据Gartner称,2021年,一半的大型工业公司将使用数字孪生,从而使这些组织的有效性提高10%;MarketsandMarkets预测,到2023年数字孪生市场规模将达到157亿美元,并以38%复合年增长率增长。


“基于模型、数据、服务方面的优势,数字孪生正成为工业互联网关键技术。”毋庸置疑,这已成为近几年内各路探索者的共识。


平行云在工业互联网领域的合作伙伴之一——中车数字,率先站上了数字孪生的潮头。



“刚”“柔”并济


江苏中车数字科技有限公司,是一家提供一流的智能制造全面解决方案的专业化企业。公司以中车 6621 精益管理体系为业务指导思想,以“联接、数字、智能、效率、质量、柔性”为核心业务理念,通过 6621 精益数字平台(智能制造、智能产品、智能运营和工业互联网平台),向传统制造业输出智能制造整体解决方案,为制造企业提供一站式、精益化、数字化、智能化服务。


公司独创的“动作编码”结构化工艺设计方法已取得多项国家发明专利,作为公司智能制造系统解决方案的核心设计理论,帮助企业实现真正的工艺制造一体化。目前,中车数字产品及解决方案已应用于轨道交通、航空航天、兵器装备、工程机械 、电气设备等多个领域。


“通过‘平台+产品+服务’模式,中车数字未来将把精益管理思想结合到工业互联网平台的建设中,集智能制造、智能产品、智能运营为一体,为企业提供决策依据,提高资产运营效率,驱动生产方式持续改进。”


中车数字CTO曲涛表示,数字孪生在制造业的应用前景广阔。其中,产品的数字孪生应用覆盖产品的研发设计、工艺规划、装配制造、质量检验、运维服务等各个生命周期阶段。


“工厂数字孪生在车间设计、建造,生产线调试、安装,工厂运行监控、工业安全等方面都可以对企业带来价值;数字孪生在供应链管理领域也可以应用,例如车间物流调度、运输路径优化等。”


在轨道车辆的实时运行监控方面,利用先进的车载传感器和5G网络传输技术,实时获取轨道车辆各系统运行状态信息,将各项数据传递至地面车辆数字孪生模型进行仿真分析,实现故障精准判断和设备健康预测,形成以孪生车辆为载体的车辆全生命周期管理运维模式。在复杂装备的装配指导方面,可以通过AR/VR技术,利用产品的数字孪生模型生成产品操作、装配或拆卸的三维动画,指导员工操作步骤,并可通过各种穿戴设备或移动终端进行示教。


在实时模拟和远程监控方面,通过数字孪生模型可以实现工厂运行状态的可视化,精准定位每一台物流装备的位置和状态,对于出现故障的设备,可以显示出具体的故障类型。


在生产线的虚拟调试方面,在现场调试之前,可以直接在虚拟环境下,对生产线的数字孪生模型进行机械运动、工艺仿真和设备调试。虚拟调试技术对企业的价值体现在:早期验证研发、工艺、制造的可行性并进行优化,减少物理样机的投入成本;减少去用户现场的调试时间,降低出错率,节省出差成本;对新员工的操作培训可在虚拟场景下进行,减少培训成本。通过虚实融合打造基于三维模型的可视化监控系统,实现整个工厂的数字孪生。



打破四块屏,“智造”零距离


工业互联网业已成为数字孪生技术扩展应用场景的孵化床,从制造业逐步延伸拓展至更多的工业互联网空间。


2020年,搭乘新基建与5G的快车,数字孪生所掀起的工业仿真潮愈加热烈。越来越多的制造企业纷纷将虚拟现实技术引入车间、放上生产线,大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。


在疫情的寒冬中,它们迎来发展的春天。


“数字孪生是在数字世界对物理世界形成的映射。”平行云创始人兼CEO李岩表示,起源于设计、形成于制造,最后以服务的形式在用户端与制造商保持联系,今天,数字孪生正逐渐成为一个数字化企业的标配。


可以说,工业互联网激活了数字孪生的生命,使数字孪生真正成为一个有生命力的模型。”李岩指出,数字孪生在云端再造工厂、车间、设备的全视角实时场景,为工业设备提供了完整的生命周期数据,配合各类生产计划、产品质量、产量进度、设备状态等管理数据,实时呈现出工厂实际运行状态。


然而,要实现数字孪生的三维展示效果,web端的一些技术框架虽然能实现类似的效果,但性能堪忧,画面质量也不理想;PC端的游戏引擎编辑器虽然效果和性能好,但是无法在网页端方便浏览。”曲涛表示,平行云的技术赋能恰恰解决了此问题,不仅如此,平行云所提供的VR/AR端云渲染解决方案,也与中车数字当下的核心需求相吻合。


“演示大屏、电脑桌面、手机屏幕、VR/AR显示,依次打破‘四块屏’。”李岩表示,平行云与中车数字携手的最大价值,就在于让数字孪生应用摆脱专用设备,实现轻量化与规模化,让数字孪生应用真正落到日常业务当中去


“期待双方未来在智能制造的众多应用场景,特别是轨道交通领域能探索出更多的应用点。”曲涛表示,中车数字期待双方通过相互的融合加持,为整个智能制造行业的赋能带去新思路。


赋能工业大脑,消除物理工厂与数字工厂的边界,让智慧工厂信息在大屏一‘幕’了然。”李岩相信,利用数字孪生,任何制造商都可以在数据驱动的虚拟环境中进行创建、生成、测试和验证,这种能力将成为其在未来若干年内的核心竞争力。



结语


哈佛大学Michael E.Porter教授曾说:“人类已掌握极为丰富的数据,然而数字世界与应用这些数据的物理世界之间,横亘着一道天然断层。”


我们曾无比遗憾,人类生存的现实世界是3D状态,但指引我们做出决策的数据却囿于2D的页面和显示屏上。


今天,面对全球赫然林立工厂车间,极其满载的数十亿台智能互联产品,这道断层终于将化为一座座桥梁,重塑时空的想象。


从“制造”到“智造”,当平行云落下一子,掌上工厂一触即发。