Digital Twins:它们不仅仅适合大型工程公司

到目前为止,你可能已经遇到过数字孪生一词。这是每个人都喜欢使用的术语之一,但也许没人能完全理解。每个人都同意的是,数字孪生技术将彻底改变产品开发,提高工程效率和客户体验。

那么,什么是数字孪生?

拿一个现实世界中存在的物体,例如汽车为例,现在,为它配备你选择的各种传感器,然后将数据发送到云中。在那里,这些数据与汽车的3D模型相吻合,该模型包含了其几何形状,机械性能,电气和电子系统,模拟性能数据以及有关汽车的所有其他信息。实际数据与3D模型进行交互并实时更新。这就是数字孪生。

《Digital Twins:它们不仅仅适合大型工程公司》

数字孪生能为你做什么?

不难发现数字孪生的优势。以汽车为例,数字孪生可以根据实际数据准确预测汽车零件何时会失效。孪生可以告诉你,在修理工打开车库门之前,必须先更换汽车的制动器。同样,数字孪生可以用作诊断工具。车坏了?检查数码孪生,看看出了什么问题而没有油脂在你的手上。

数字孪生还可以揭示出优化汽车性能的见解。仿真可以表明,你可以通过选择一条替代的工作路线来最大化燃油效率,或者通过旋转轮胎来延长车辆轮胎的使用寿命。而这还需要人工操作员完成—数字孪生在自动驾驶汽车中的实用性更大。这样的孪生可以在虚拟道路上模拟行驶-无需进行实际测试。实际上,今天,数字孪生已经用于此目的。如果不使用数字孪生,则物理自动驾驶汽车必须行驶约140亿公里才能验证其性能。

以最崇高的形式,今天不可能有真正的数字孪生。要说明的变量太多了,我们没有足够的传感器,计算能力或知识来实现​​相同的数字孪生。因此,任何这样做的尝试都可能既昂贵又冒险。这是否意味着数字孪生仅适用于拥有大量现金的大型工程公司?数字孪生对中小型工程公司是否可行?

是的。我们不需要数字孪生的理想版本即可实现其优势。有人会争辩说,即使尝试创建理想的数字孪生也浪费时间和资源。为什么不仅仅关注数字孪生提供最大利益的几个关键方面呢?

数字孪生和数字线程

如今,计算机辅助设计软件和仿真已被大量使用,以至产品准备好交付时,它已经作为详细的数字模型而存在。开发产品的真正举动使你半途而废。而且,你的开发环境越具有凝聚力-你的MCAD,ECAD,CAE,CAM,PDM和PLM工具集成度越高-你越接近拥有有用的数字孪生模型。

这就是DassaultSystèmes的数字孪生概念(该公司称为3DEXPERIENCE孪生)背后的哲学。该名称来自DassaultSystèmes的3DEXPERIENCE云平台,该平台通过一系列统一的设计产品来集成产品数据,例如用于机械和系统设计的CATIA和用于有限元分析和仿真的SIMULIA。

产品设计数据的完整的端到端,多学科集成被称为数字线程,它是数字孪生的关键推动力。希望探索数字孪生的组织应评估其设计过程,并努力将其与从需求到物理定义的数字线程联系在一起。

达索系统高科技产业副总裁奥利维尔·里贝特(Olivier Ribet)表示:“要统一和理解有关3DEXPERIENCE孪生的大量信息,创新者必须克服传统的孤立专家思维。” “当然,你需要能够科学地和物理地模拟按预期协同工作的所有部件的功能。但是工程师还需要一些方法和工具来促进其结构化,物理和程序信息的社会意义。它与人有关,它具有社会成分,通常需要指导和变更管理,以实现突破性思维和开放式创新。”

建立可行的数字孪生

为了证明其价值,数字孪生必须能够对产品或过程进行系统级查看。只能模拟机械性能的模型是一回事,但是可以模拟系统各个方面(机械,电气,空气动力学,控制系统等等)的模型的功能要强大得多。例如,3DEXPERIENCE孪生可以基于Modelica建模语言,使用DassaultSystèmes的DYMOLA系统工程软件来模拟这些交互。

这是一种称为基于模型的系统工程(MBSE)的范例,该范例交换工程学科模型信息而不是设计文档作为产品设计中的主要通信形式。

“为了了解实际的客户体验以及创新如何影响体验,数字孪生需要能够在系统级别模拟工厂,产品或服务,在此你可以有效地管理其由硬件驱动的行为方面,软件和支持内容的功能。” Ribet说。

通过定位系统级别,即使是不完美的,部分的或不完整的数字孪生也可以有很多好处。例如,你可以虚拟地模拟产品更改对实际用户的影响。想象一下进入虚拟现实环境并在上下文中看到数字孪生。你可以模拟该新固件更新,并确切了解它可能对用户产生的影响。或者,你可以应用你正在考虑的新材料,并查看系统的热性能将如何变化。

随着时间的流逝,将现实世界的数据流传输到你的数字孪生时,你可以洞悉设计的薄弱环节并学习如何进行改进。这样,产品计划,工程,制造,营销和服务团队可以协作并连续运行假设方案,建模和模拟产品体验。

云上的数字孪生

我们仅涉及数字孪生如何破坏产品开发的表面。数字孪生越好,他们将拥有更多的实用性。例如,一天的数字孪生可能足以进行虚拟认证或调试。要进行更深入的了解,请查看什么是Digital Twin,以及为什么仿真和物联网专家应该关心?还是数字孪生:我们现在在哪里?

如我们所见,数字孪生不一定是完美的有用。甚至可以代表你产品系统级别的基本数字孪生子,也可以洞察其实际性能。

数字孪生不仅需要模型中的几何数据,而且对于中小型企业来说,一大障碍是获得他们可能并非每天都需要的CAD附件的成本,但这可能会使他们的数字孪生受益。CAD产品向云的演进允许按需使用这些附加组件,并能够与遥远的合格专家共享模型。

在扩展模型时,无论是通过更紧密的数字线程还是对实时传感器信息的更大访问,随着你逐步接近最终的数字孪生兄弟,每一步都将为你带来新的好处。

点赞

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注