數(shù)字孿生：從太空到商業(yè)世界

當(dāng)今的商業(yè)模式越來越需要數(shù)字孿生，包括其組件對象和流程以及活動的實(shí)時數(shù)據(jù)，因?yàn)?a target="_blank">公司希望應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）不斷創(chuàng)建的運(yùn)營障礙的復(fù)雜性。

數(shù)字孿生帶來了可視化、模擬、優(yōu)化和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和流程的新方法，用于重新思考和重新配置看似單調(diào)乏味的商業(yè)活動，以應(yīng)對變化無常的市場。

數(shù)字孿生：從太空到商業(yè)世界

數(shù)字孿生在美國宇航局的阿波羅13號任務(wù)中首次亮相，氧氣罐在離地球20萬英里的地方爆炸。仿佛命中注定，航天器的數(shù)字孿生，遠(yuǎn)沒有目前使用的那些復(fù)雜，是其救援任務(wù)的關(guān)鍵；反映它的模型，飛行路線上的數(shù)據(jù)，以及它的遙控系統(tǒng)幫助安排了它返回地球。

美國宇航局的創(chuàng)新正越來越多的進(jìn)入商業(yè)世界，物聯(lián)網(wǎng)是由電子、軟件、通信和硬件組成的自動化連續(xù)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

數(shù)字孿生、3D或2D儀表板可在構(gòu)建和安裝系統(tǒng)之前可視化和模擬這些不同組件的集成。

數(shù)字孿生創(chuàng)建的模型鼓勵跨職能協(xié)作，因?yàn)樗鼈兛梢暂p松共享。它們還有助于比較設(shè)計(jì)和結(jié)果，在車間發(fā)生災(zāi)難性錯誤之前校正它們。

根據(jù)Gartner最近的一項(xiàng)調(diào)查，13%實(shí)施IoT的組織正在使用數(shù)字孿生，62%的組織正在設(shè)置或計(jì)劃很快進(jìn)行。

JuniperResearch首席分析師埃爾森·蘇坦托（ElsonSutanto）表示：“IBM、微軟和SAP等知名科技公司特別將數(shù)字孿生模擬能力與數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，而物聯(lián)網(wǎng)和工程模擬軟件提供商，如DS（達(dá)索系統(tǒng)）、通用電氣、PTC和西門子，則在其物聯(lián)網(wǎng)平臺上收購了一些公司或建立了合作伙伴關(guān)系，以推進(jìn)他們的CAD和/或數(shù)字孿生模擬服務(wù)?！?/p>

數(shù)字孿生的一個典型使用案例是供應(yīng)鏈，即充滿損壞、被盜或損壞風(fēng)險(xiǎn)的迷宮，因?yàn)橘F重產(chǎn)品（如電子或醫(yī)藥產(chǎn)品）蜿蜒穿過多種交通工具、倉庫和配送中心，并跨越幾個地理氣候條件。

如果變量在包裝質(zhì)量、環(huán)境因素和執(zhí)法方面各不相同，那么思考并嘗試查明變量對供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的影響可能是壓倒性的。

Tractica首席分析師KeithKirkpatrick表示：“從傳感器收集的關(guān)于溫度和濕度等微變量的精細(xì)數(shù)據(jù)，以及控制其對結(jié)果影響的需求，增加了對數(shù)字孿生的需求。

在迷宮般的鐵路網(wǎng)中分配資源，如機(jī)車的維修時間安排，如果沒有數(shù)字孿生帶來的傳感器和控制提供的粒度數(shù)據(jù)，可能會出錯。通過增加整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，包括修理店的利用率、資產(chǎn)的磨損以及修復(fù)這些資產(chǎn)的緊迫性以及火車的行駛路徑，可以提高對運(yùn)力可用性的態(tài)勢認(rèn)識。

只有這樣，才能模擬決策選項(xiàng)和分配資源。重做初始計(jì)算，以應(yīng)對事故、意外事件和天氣變化，以保持平穩(wěn)運(yùn)行。

阿爾斯通使用數(shù)字孿生模擬從倫敦到格拉斯哥和愛丁堡的火車服務(wù)資產(chǎn)的維護(hù)安排計(jì)劃，并實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)調(diào)整。

數(shù)字孿生的按需服務(wù)

并不是每個商業(yè)機(jī)構(gòu)都負(fù)擔(dān)得起安裝和維護(hù)數(shù)千個傳感器的費(fèi)用，也不是每個商業(yè)組織都有能力掌握分析和進(jìn)入數(shù)字孿生。像HitachiVantara這樣的組織將此視為從硬件銷售轉(zhuǎn)向服務(wù)的機(jī)會。

HitachiVantaraIoT解決方案營銷高級總監(jiān)BjornAndersson表示：”我們在英國城際快運(yùn)計(jì)劃提供軌道交通服務(wù)，該項(xiàng)目負(fù)責(zé)滿足服務(wù)水平協(xié)議的運(yùn)營一致性，從而實(shí)現(xiàn)盈利。”

在這種情況下，作為鐵路運(yùn)輸設(shè)備的制造商，日立“擁有知識和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，能夠在部署前進(jìn)行模擬，”安德森說。

日立還在所有軌道車和相關(guān)系統(tǒng)中安裝了傳感器，以監(jiān)控設(shè)備狀況，并維修機(jī)器，以獲得一致的性能。

“我們使用為其他目的安裝的傳感器（如監(jiān)控?cái)z像機(jī)）來降低成本，這些傳感器提供有關(guān)過程或機(jī)器工作情況、人類與機(jī)器交互程度、材料流入生產(chǎn)線等數(shù)據(jù)。安德森補(bǔ)充說。

數(shù)字孿生的信息模型

可以肯定的是，數(shù)字孿生主要用于特定應(yīng)用程序的試點(diǎn)，在現(xiàn)階段不一定可重復(fù)和可擴(kuò)展，我們與具有數(shù)字孿生工作經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字轉(zhuǎn)型顧問迪米特里·沃爾克曼進(jìn)行了交談。

”首先，數(shù)字孿生需要一個信息模型和分類法，就像上世紀(jì)90年代在軟件方面實(shí)現(xiàn)的SQL那樣，使它們具有可伸縮性和可重復(fù)性。它將從從數(shù)據(jù)描述模型中提取的標(biāo)準(zhǔn)描述開始;他們的主要數(shù)據(jù)將用它們的屬性來描述他們，這為提取關(guān)于性能、模擬和預(yù)測的見解和智能奠定了基礎(chǔ)。

然后，任何應(yīng)用程序都可以通過使用相同的描述符訪問數(shù)據(jù)并查詢數(shù)據(jù)以獲取見解，從而從中獲益。目前，每個數(shù)字孿生試點(diǎn)都有自己的分類和通常專有的數(shù)據(jù)模型，這使得很難集成它們。

“平臺將最好地完成創(chuàng)建物理對象、其數(shù)據(jù)描述符和分類的數(shù)字表示的第一項(xiàng)任務(wù)。創(chuàng)建數(shù)字代理及其相關(guān)數(shù)據(jù)的清單后，可以使用分析和AI/機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行模擬和預(yù)測并遠(yuǎn)程控制物理系統(tǒng)。

”隨著數(shù)字孿生數(shù)量的增加，有可能持續(xù)學(xué)習(xí)，從而擴(kuò)大范圍的現(xiàn)象。沃爾克曼補(bǔ)充說。

我們對數(shù)字孿生的了解

數(shù)字孿生有助于從復(fù)雜系統(tǒng)的物理世界中提煉智慧。它們不僅有助于獲得隨時的態(tài)勢感知，而且還有助于控制對象以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

在交叉技術(shù)和自驅(qū)動系統(tǒng)的世界里，它們能夠了解其各個元素的影響并實(shí)時進(jìn)行校正。

最重要的是，它們?yōu)橄到y(tǒng)帶來了透明度和靈活性，這些系統(tǒng)直到現(xiàn)在，一直固定并開啟了當(dāng)今運(yùn)營管理業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新道路。