數(shù)字孿生(Digital Twin)正在成為企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型與創(chuàng)造價值的重要驅(qū)動力。通過在物理世界和數(shù)字世界之間建立起實時聯(lián)系，企業(yè)可以利用數(shù)字孿生實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理。這有助于企業(yè)快速發(fā)現(xiàn)和解決問題，加快新品的上市速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化運營，并開發(fā)新的經(jīng)營模式、提高收益。
日前，由樹根互聯(lián)與Gartner聯(lián)合發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)白皮書《如何利用數(shù)字孿生幫助企業(yè)創(chuàng)造價值》。Gartner預測，到2021年，半數(shù)的大型工業(yè)企業(yè)將使用數(shù)字孿生，從而使這些企業(yè)的效率提高10%。到2024年，超過25%的全新數(shù)字孿生將作為新loT(物聯(lián)網(wǎng))原生業(yè)務應用的綁定功能被采用。
8月12日，樹根互聯(lián)市場總監(jiān)駱凌雯接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示：“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)，口號多，概念多。數(shù)字孿生的《白皮書》，通過國內(nèi)外的應用案例讓工業(yè)企業(yè)客戶對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一些概念有更清晰的認知，為其企業(yè)數(shù)字型轉(zhuǎn)型決策提供參考。”
據(jù)駱凌雯介紹，《白皮書》聚焦近年業(yè)界關注度很高的數(shù)字孿生，對這一前沿技術的商業(yè)價值進行解讀，并結(jié)合國內(nèi)領先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)樹根互聯(lián)在數(shù)字孿生方面的實踐成果，指出不同企業(yè)應用數(shù)字孿生的差異化路徑，為更多中國企業(yè)切實應用這一前沿技術提供了一份詳實的“指南”。
差異化發(fā)展
數(shù)字孿生是物理實體的數(shù)字化鏡像。簡單來說，就是利用數(shù)字技術，將物體、系統(tǒng)、流程等信息實時映射在數(shù)字化系統(tǒng)中，對產(chǎn)品、制造乃至工廠虛擬仿真，創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”，是推動產(chǎn)品創(chuàng)新、性能提升的底層邏輯和強大支撐。數(shù)字孿生也可以是組織或流程在數(shù)字世界的映射，例如訂單響應、庫存跟蹤、避免缺貨、已售商品成本、已售商品能源成本等等。
伴隨新一代信息技術與制造業(yè)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為制造業(yè)從“顯”到“隱”的抓手，互聯(lián)網(wǎng)從“虛”向“實”的載體。也正是在這一過程中，數(shù)字孿生成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術之一。
“在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，數(shù)字孿生體位于PaaS(平臺即服務)層，以API(應用程序接口)的形式出現(xiàn)，其除了將物理實體的運行數(shù)據(jù)進行簡單采集聯(lián)網(wǎng)，還嵌入基于專業(yè)領域知識和生產(chǎn)管理經(jīng)驗的診斷、預測、決策模型，進而輸出企業(yè)工藝優(yōu)化方案和運行管理決策的解決方案。”駱凌雯如是說道。
“因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是數(shù)字孿生的孵化床，數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要場景。”廣東希睿數(shù)字科技有限公司總經(jīng)理李偉指出，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡的連通效用使得數(shù)字孿生在設備資產(chǎn)管理、產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關聯(lián)、互相補充。例如，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺向下將邊緣側(cè)基礎設施同數(shù)字孿生體關聯(lián)，向上將數(shù)據(jù)傳遞、存儲在云端，其他用戶也可以根據(jù)自身需要通過平臺的服務來建立數(shù)字孿生體。
駱凌雯建議，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關企業(yè)需要圍繞工業(yè)應用場景，如智能研發(fā)、智能生產(chǎn)、智能管理、智能服務和產(chǎn)業(yè)協(xié)同的數(shù)字孿生應用，增加設備連接數(shù)，構(gòu)建以上幾個場景不同流程環(huán)節(jié)的模型機理，才能有更多的高階應用與效益。”
值得注意的是，《白皮書》針對不同規(guī)模的企業(yè)提出了差異化建設數(shù)字孿生的路徑。
大型企業(yè)往往架構(gòu)龐大，有多種IT和OT子系統(tǒng)。這類型企業(yè)可通過獨立部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為企業(yè)整合和計算各級指標對應的數(shù)字孿生，并以微服務的形式和各業(yè)務系統(tǒng)集成和交換數(shù)據(jù)，從而大幅提升企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的速度、降低成本和風險。小型企業(yè)則往往運營效率不高、資金不足，對此，《白皮書》建議可借助公有云的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，以較小成本快速實現(xiàn)企業(yè)能力的提升。
商用落地
數(shù)字孿生是現(xiàn)實世界實物或系統(tǒng)的數(shù)字化表達，可應用在智慧城市，智慧交通、工業(yè)智造，甚至是文學娛樂。
駱凌雯預測：“隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，到2020年，將有210億個傳感器和末端接入點連接在一起，在不久的將來，數(shù)十億計物體將擁有數(shù)字孿生模型。”
事實上，隨著數(shù)字孿生應用的不斷普及，《白皮書》指出，已部署IoT的受訪者中，有13%聲稱已經(jīng)實施了數(shù)字孿生，2020年有62%的人正在實施或者計劃實施數(shù)字孿生。
隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、邊緣計算等新技術的普及，數(shù)字孿生的場景不斷豐富。PLM(產(chǎn)品生命周期管理)系統(tǒng)、CAD(計算機輔助設計)系統(tǒng)、制造流程管理和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等技術的發(fā)展，也加速了數(shù)字孿生在制造業(yè)中的落地。
目前，樹根互聯(lián)已在眾多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地案例中應用了數(shù)字孿生。以三一集團為例，三一集團于2008年開始布局數(shù)字孿生技術，以此來實現(xiàn)“產(chǎn)品+服務”的組合拳戰(zhàn)略，來跟國際巨頭進行競爭。根據(jù)樹根互聯(lián)運行數(shù)據(jù)顯示，通過在智能服務、智能研發(fā)、智能工廠、金融創(chuàng)新等場景實現(xiàn)的工業(yè)變革最終帶給三一集團的收益非常明顯。
《白皮書》數(shù)據(jù)顯示，基于IoT的數(shù)字孿生智能服務，對響應的提高有33%的正面影響;基于故障建模與設備運行的IoT數(shù)據(jù)建模，對提高備件預測準確率有55%直接效益影響。工程師響應時間從原來300分鐘縮短到15分鐘，主要服務區(qū)域2小時到現(xiàn)場，24小時維修好，渠道備件庫存降低3億元，同時一次性修復率從75%提升到92%。
駱凌雯指出：“數(shù)字孿生未來的關鍵詞是開放，數(shù)字孿生架構(gòu)中的開放API可向DT(數(shù)據(jù)處理技術)生態(tài)系統(tǒng)提供物模型API、DT模型API、訂單分派API、機制模型API和數(shù)學/數(shù)據(jù)模型API。”
但作為一種開放共享的新興技術，數(shù)字孿生在與互聯(lián)網(wǎng)加速融合的過程中勢必面臨一系列網(wǎng)絡安全風險與挑戰(zhàn)。“開展數(shù)字孿生領域網(wǎng)絡安全管理體系建設，提前研判風險和制定應對措施也將成為促進數(shù)字孿生相關技術發(fā)展的必要舉措和發(fā)展方向。”李偉補充道。
此外，駱凌雯提醒數(shù)字孿生走向產(chǎn)業(yè)化阻礙在于連接的設備數(shù)。“數(shù)字孿生技術目前應用更多在高價值的設備，例如飛機的研發(fā)?？梢且慌_幾千塊的設備，例如縫紉機，若應用到數(shù)字孿生的技術，就會導致單臺成本陡增，沒有多少客戶愿意買單。連接的設備數(shù)越多，才有可能把技術成本給攤分下來，才可能應用到更多相對低價的設備上。”
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