數字孿生模型在制造中的作用是？

       數字孿生模型在制造中的作用

       1.預見(jiàn)設計質(zhì)量和制造過(guò)程：通過(guò)建立數字孿生模型，任何零部件在被實(shí)際制造出來(lái)之前，都可以預測其成品質(zhì)量，判斷其是否存在設計缺陷，比如零部件之間的干擾、設計是否符合規范等。通過(guò)分析工具找到產(chǎn)生設計缺陷的原因，并直接在數字孿生模型中修改相應的設計，再重新進(jìn)行質(zhì)量預測，直到問(wèn)題得以解決。 在實(shí)際制造系統中，只有當全部流程都無(wú)差錯時(shí)，生產(chǎn)才能得以順利開(kāi)展。通常在試用之前要將生產(chǎn)設備配置好，以實(shí)現流程驗證，判斷設備是否正常運轉。然而，在這個(gè)時(shí)候才發(fā)現問(wèn)題可能會(huì )引起生產(chǎn)延誤，并且這時(shí)解決問(wèn)題所需要的費用將遠遠高于流程早期。 當前自動(dòng)化技術(shù)應用廣泛，最具顛覆性意義的是用機器人來(lái)替代工作人員的部分工作，投入機器人的企業(yè)必須評估機器人能否在生產(chǎn)過(guò)程中準確地執行人的工作，機器人的大小和工作范圍是否會(huì )對周?chē)脑O備產(chǎn)生干涉，以及它會(huì )不會(huì )傷害到附近的操作員。機器人的投入成本較大，因此十分有必要在初期便對這些問(wèn)題進(jìn)行驗證。 較為高效的途徑是建立與制造流程對應的數字孿生模型，其具備所有制造過(guò)程細節，并可在虛擬世界中對制造過(guò)程進(jìn)行驗證。

        2.推進(jìn)設計和制造高效協(xié)同：借助數字孿生模型可以設計出包含所有細節信息的生產(chǎn)布局圖，包括機械、自動(dòng)化設備、工具、資源甚至是操作人員等各種詳細信息，并將之與產(chǎn)品設計進(jìn)行無(wú)縫關(guān)聯(lián)。比如在一個(gè)新的產(chǎn)品制造方案中，所引入的機器人干涉了一條傳送帶，布局工程師需要對傳送帶進(jìn)行調整并發(fā)出變更申請，當發(fā)生變更時(shí)，同步執行影響分析來(lái)了解生產(chǎn)線(xiàn)設備供應商中，哪些會(huì )受到影響，以及對生產(chǎn)調度會(huì )產(chǎn)生怎么樣的影響，這樣在設置新的生產(chǎn)系統時(shí)，就能在需要的時(shí)間內獲得正確的設備。 基于數字孿生模型，設計人員和制造人員實(shí)現協(xié)同，設計方案和生產(chǎn)布局實(shí)現同步，這些都大大提高了制造業(yè)務(wù)的敏捷度和效率，幫助企業(yè)應對更加復雜的產(chǎn)品制造挑戰。 

        3.確保設計和制造準確執行：在數字孿生模型中對不同的生產(chǎn)策略進(jìn)行模擬仿真和評估，結合大數據分析和統計學(xué)技術(shù)，快速找出有空檔時(shí)間的工序。調整策略后再模擬仿真整個(gè)生產(chǎn)系統的績(jì)效，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)現所有資源利用率的最大化，確保所有工序上的所有人都盡其所能，實(shí)現盈利能力的最大化。 為了實(shí)現卓越的制造，必須清楚了解生產(chǎn)規劃以及執行情況。企業(yè)通常難以確保規劃和執行都準確無(wú)誤，并滿(mǎn)足所有設計需求，這是因為如何在規劃與執行之間實(shí)現關(guān)聯(lián)，如何將從生產(chǎn)環(huán)節收集到的有效信息反饋至產(chǎn)品設計環(huán)節，是一個(gè)很大的挑戰。利用數字孿生模型可以搭建規劃和執行的閉合環(huán)路，將虛擬生產(chǎn)世界和現實(shí)生產(chǎn)世界結合起來(lái)，具體而言，就是集成PLM系統、制造運營(yíng)管理系統以及生產(chǎn)設備。過(guò)程計劃發(fā)布至制造執行系統之后，利用數字孿生模型生成詳細的作業(yè)指導書(shū)，并與生產(chǎn)設計全過(guò)程進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣一來(lái)，如果發(fā)生任何變更，整個(gè)過(guò)程都會(huì )進(jìn)行相應的更新，甚至還能從生產(chǎn)環(huán)境中收集有關(guān)生產(chǎn)執行情況的信息。 此外還可以使用大數據技術(shù)直接從生產(chǎn)設備中收集實(shí)時(shí)的質(zhì)量數據，將這些信息覆蓋在數字孿生模型上，對設計和實(shí)際制造結果進(jìn)行比對，檢查兩者是否存在差異，找出產(chǎn)生差異的原因和解決方法，確保生產(chǎn)能完全按照規劃來(lái)執行。

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