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数字孪生体应该往左走还是往右走

发布日期:2018年08月22日 分类:工业互联网 阅读次数:284

摘要 在《数字孪生体(Digital Twin)是谁提出的?》一文中,本人详细介绍了数字孪生体的历史渊源,通过详细的书面证据,指出美国空军研究实验室(AFRL,Air Force Researc ...

 在《数字孪生体(Digital Twin)是谁提出的?》一文中,本人详细介绍了数字孪生体的历史渊源,通过详细的书面证据,指出美国空军研究实验室(AFRL,Air Force Research Laboratory)在2011年3月明确提出了数字孪生体这个概念。随之其后,一般工业企业开始采用数字孪生体这个概念,但它们显然呈现了往左走还是往右走的选择。

      对于声称首先提出(事实上没有任何证据)数字孪生体概念的Michael W. Grieves来讲,对物理设备进行建模(CAD等)是其核心价值;美国空军研究室实验室应用数字孪生体的目标是为武器装备提供运行维护数字化,这是往右走的选择。

德国HOMAG的数字孪生体应用案例

德国HOMAG的数字孪生体应用案例

      就行业应用数字孪生体的现状来看,美国通用电气(GE,General Electric)的选择是往右走,而德国西门子(Siemens)的选择是往左走。国内大部分工业互联网企业,选择的大都是往右走,包括工业4.0研究院下属翼络工业互联网(重庆)有限公司,也主要选择往右走的策略;一些高校背景的企业,或者从传统工业设计外企出来创业的企业,大都接受了工信部政策的引导,选择往左走的策略。

      为什么有两种迥然不同的选择?

      如果我们从数字孪生体的技术特点来看,就很容易理解。数字孪生体本质上是对物理世界的数字映射,如果可以实现全保真映射,那么就能实现类似阿凡达一样的效果。据工业4.0研究院观察,就人类社会目前的数字化技术水平来讲,未来100年以内也难以实现阿凡达这样的水平。

      但是,这不意味着我们不可以利用数字孪生体技术。虽然不能高保真的对物理世界进行映射,但如果可以比目前简单的关键传感器部署方式更进一步,就已经能对传统的设计、生产、交付和维护等过程产生巨大的影响。

      往左走的选择的关注点是在设计过程采用数字孪生体技术。从工业4.0研究院调研大量工业企业的实际情况来看,这个环节是难以实现的,而且投入太大,不太符合企业的需要。企业可以通过产品设计的CAD图样,人工交给生产环节去试验,以降低投入成本。

德国大众使用的PDM、PLM和BPM

德国大众使用的PDM、PLM和BPM

      按照一些鼓吹利用数字孪生体技术实现产品生命周期管理(PLM,Product Lifecycle Management)的企业说法来看,实现产品全生命周期的数字化,当然是好事情,不过投入必然不菲。工业4.0研究院发现,具有一定规模的企业,实现产品数据管理(PDM,Product Data Management)就不错了,如果要实现产品生命周期管理,大部分在短期内是不经济的。

      因此,往左走的数字孪生体选择,除了一些不计成本和代价的行业(例如航天军工),普通工业领域无需激进推行,可以等候相关技术及解决方案的成熟之后再选择。

      企业对数字孪生体的态度,除了往左走,还有往右走的选择,这个选择就是在产品交付之后的维护过程,可以采用数字孪生体来实现。通过产品的数字化建模,针对运维过程需要监控的关键指标进行分析,能够了解产品的健康情况,在可能出现故障之前发现问题,及时进行修复。

美国通用电气的数字孪生体应用模型

美国通用电气的数字孪生体应用模型

      这就是所谓基于状态的维护,有的也称为预测性维护,对于通用电气来讲,它把这种业务发展为资产性能管理(APM,Assets Performance Management),从而形成一种智能服务。当然,西门子在重点推产品生命周期管理业务,但对于资产性能管理也投入了不少精力开发和推广。

      毫无疑问,数字孪生体往右走的选择,体现了轻资产的业务创新逻辑,更适合互联网领域的创业团队介入,因为它较少涉及到复杂的生产现场,同时,数字孪生体在产品使用过程中的创新空间,也远远大于产品设计过程体现的机会。

      通过前面的分析,我们可以看到,数字孪生体的应用场景层出不穷,但目前实用的典型场景主要有两大类,一是往左走的产品数字化设计,主要体现为产品生命周期管理解决方案,二是往右走的产品使用过程的数字化,主要服务模式是基于状态的维护。

数字孪生体应该往左走还是往右走

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