广告

一文告诉你什么是数字孪生模拟技术

2020-03-25 09:53 来源:AET电子技术应用

科技进步推动了人类的生产力,让这个行业的竞争力更加猛烈。市场上出现了各种各样的解放人类的机器,解放了劳动力,现阶段遇到的瓶颈是机器制造商如何将设备设计的更加灵活、快速便捷呢?

以市场为导向的个性化制造已成为重要趋势,现代制造业必需拥有快速生产的能力,同时保证生产线能灵活地处理不同的生产需求。那么,数字孪生为机器设备商提供了一种绝佳方法,让设备的研发和生产高效更高。什么是数字孪生?目前在工业场景可以看到3D设计和虚拟装配等都是数字孪生技术,其实它就是物理产品的一个虚拟模型,也就是把产品和生产过程都在计算机中模拟实现,以验证设计方案的可行性。

u=2316313386,668486781&fm=26&gp=0.jpg

一文告诉你什么是数字孪生模拟技术

数字孪生又叫数字双胞胎,它结合了3D计算机辅助设计和模拟软件的技术,从产品的设计到试生产阶段都可以进行和真实环境一样的试验,从而保证生产的顺利进行,也降低了产品创新的风险。当设计出现缺陷时,能够在虚拟试验中发现并改进。

近年来,人工智能、物联网、大数据、3D打印、增强现实等技术不断突破,推动了各个行业的创新发展,而在竞争激烈的环境下唯有创新才能赢得市场机遇。然而,创新是痛苦的,因为找到成功方法之前需要经历许多失败。因此,在研发过程引入虚拟模型即数字孪生技术,将可以快速发现所有故障,无需打样进行真实的试验,这样能节省大量的宝贵时间。以虚拟的方式进行产品设计和生产试验,不需要花费成本进行真实的测试,这是一种便宜的方式,能为工厂节省不少成本。

什么是数字孪生模拟技术,它有何用途

数字孪生在工业应用的一个好处是提升运营效率,通过虚实结合的方式,实时监控生产过程,包括设计、生产等环节。其次,可以用于模拟训练,工人上岗之前,可以在虚拟环境中进行模拟操作训练,这样就不会让错误影响到真实生产。此外,数字孪生可以用于设备的维护,对工厂里的设施例如电机、压缩机等进行数据采集,通过数据侦测来发现故障趋势,从而提前进行维护以减少停机时间。维护工作人员利用数字模型能更快找到问题的根源,了解设备的结构和进行快速维护。

还有,数字孪生带来的一个重大好处是安全性,例如炼油厂、化工厂、天然气工厂和发电站等环境充满着未知道的危险,工作中有可能发生火灾、爆炸和气体泄露等事件。数字孪生可以让工作人员了解所有的安全程序,并预测出潜在风险和改进方案。

目前拥有数字化工业软件产品的公司主要有西门子、达索、PTC、SAP、贝加莱、ABB、罗克韦尔自动化等企业,这些公司正在积极推动工业的数字化转型,为工厂用户提供全面的数字化生产解决方案。其中,西门子拥有Teamcenter、NX和Tecnomatix等数字化软件产品,是技术领先的厂商之一。

贝加莱在去年把industrialPhysics 3D模拟工具集成到AutomaTIon Studio的工程环境中,其用户可以将CAD的数据直接导入仿真工具,快速生成数字孪生模型。而罗克韦尔自动化也收购了一家英国的仿真软件厂商Emulate3D,该产品可以将CAD信息与控制系统逻辑结合,以进行数字化仿真测试。

数字双胞胎的好处越来越多地被制造业认可,它的主要应用包括飞机行业、汽车制造、城市建筑、船舶、轨道交通等领域。对于重资产设备厂商来说,数字孪生的意义重大,一个设计上的失误可能会导致整个企业的消亡,而数字化软件可以最大限度避免这种情况的发生。

数字孪生的应用案例有很多,例如通用电气使用数字化产品进行风电设备状况监测,波音和空客利用数字化软件进行飞机的设计制造,而劳斯莱斯使用数字孪生来生产发动机,以及起亚和现代汽车正在引入虚拟装配的技术。此外,还有庞巴迪、普惠、雷神和洛克希德·马丁等等都已经在使用数字孪生。

在数字化技术的支持下,企业可以大胆地进行创新,将一些先进的理念和前沿的技术加到新产品中,而不必担心产品更新的风险。虚拟与现实结合,新项目的落地应用速度将加快,有利于企业推出更有竞争力的产品。以上就是数字孪生模拟技术,相信未来的额吉会让这些技术越来越成熟。  

责任编辑:潘一大