在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展之際，智慧工廠已然成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。而數(shù)字孿生技術(shù)于智慧工廠中的應(yīng)用，具備著至關(guān)重要的意義。本文將重點(diǎn)介紹數(shù)字孿生在智慧工廠的應(yīng)用。
數(shù)字孿生的概念與特點(diǎn)
一、概念
數(shù)字孿生是一種虛擬模型，用于模擬物理實(shí)體的行為和性能。數(shù)字孿生借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與仿真技術(shù)，達(dá)成對物理實(shí)體的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測。它充分運(yùn)用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中實(shí)現(xiàn)映射，進(jìn)而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。
二、特點(diǎn)
互操作性：物理對象和數(shù)字空間實(shí)現(xiàn)雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和連接，能夠在不同的數(shù)字模型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換與融合。
可擴(kuò)展性：擁有集成、添加和替換數(shù)字模型的能力，能夠針對多尺度、多物理、多層級內(nèi)容予以擴(kuò)展。
實(shí)時(shí)性：通過計(jì)算機(jī)可處理方式管理數(shù)據(jù)，表征隨時(shí)間軸變化的物理實(shí)體，包括外觀、狀態(tài)等方面。
保真性：要求數(shù)字虛體與物理實(shí)體在幾何結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、相態(tài)和時(shí)態(tài)上達(dá)到高度仿真。
閉環(huán)性：數(shù)字虛體用于描繪物理實(shí)體，能夠?qū)顟B(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視、分析推理，實(shí)現(xiàn)決策功能，形成閉環(huán)系統(tǒng)。
應(yīng)用場景
一、廠區(qū)態(tài)勢綜合管理
通過構(gòu)建視頻孿生工廠 “一張圖”，將工廠監(jiān)控視頻、設(shè)備監(jiān)測、智能報(bào)警等多源數(shù)據(jù)加以整合。管理者可以清晰了解整個(gè)廠區(qū)的態(tài)勢，包括生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、人員分布等，以實(shí)現(xiàn)對廠區(qū)的統(tǒng)籌管理，并做出科學(xué)、合理的決策。
二、監(jiān)視視頻融合應(yīng)用
依據(jù)視頻的安裝及覆蓋場景的不同，采用適配的視頻融合方式。例如在室內(nèi)外場景的切換時(shí)，能夠達(dá)成無縫銜接的效果，使管理者能夠以360度的任意視角進(jìn)行瀏覽，全面、直觀地把控廠區(qū)狀況。
三、物聯(lián)監(jiān)測可視化
多源物聯(lián)感知數(shù)據(jù)在三維空間場景中的真實(shí)位置直觀展現(xiàn)，如設(shè)備的溫度、濕度、壓力等等。管理者能夠通過一屏瀏覽多種監(jiān)測數(shù)據(jù)，快速掌控工廠的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)察覺異常。
四、大場景細(xì)節(jié)追視
借助位置智能技術(shù)，達(dá)成多個(gè)球機(jī)與多個(gè)融合畫面的聯(lián)動(dòng)追視。不管是大場景中的整體狀況，還是局部的細(xì)微地方，都能被精確捕捉，保證不存在監(jiān)控死角。
五、沉浸式巡查管理
規(guī)劃科學(xué)合理的漫游巡查路徑，管理者無需親臨現(xiàn)場，便能遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)快速巡查。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及異常告警信息，大幅降低了巡查的工作量，顯著提升了巡查的效率。
六、智能告警聯(lián)動(dòng)
融合各類告警與監(jiān)測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，展開精準(zhǔn)的空間位置剖析。一旦出現(xiàn)異常狀況，便能即刻發(fā)出告警并聯(lián)動(dòng)相關(guān)措施，提升告警事件的響應(yīng)處置效率。
七、設(shè)備資產(chǎn)管理
精準(zhǔn)展示廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括位置、運(yùn)行狀態(tài)等方面。管理者能夠360°直觀查看，為設(shè)備的維護(hù)、更換等決策給予有力支撐，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。
八、應(yīng)急預(yù)案調(diào)度
管理多種應(yīng)急預(yù)案，預(yù)先規(guī)劃好救援及逃生路線。當(dāng)突發(fā)事件出現(xiàn)時(shí)，能夠精確仿真事件處理過程，幫助管理者作出精準(zhǔn)決策，確保生產(chǎn)安全。
綜上所述，數(shù)字孿生技術(shù)能夠?qū)F(xiàn)實(shí)世界的工廠映射到虛擬空間，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析以及優(yōu)化。它打破了信息孤島的局面，整合了工廠內(nèi)部的各類數(shù)據(jù)，使得管理者可以全面且精準(zhǔn)地把控生產(chǎn)狀況。數(shù)字孿生在智慧工廠中的應(yīng)用廣泛，意義重大，已成為不可或缺的一部分。
