数字孪生技术在智能制造过程中的作用

原标题：数字孪生技术在智能制造过程中的作用

一个产品投放市场，包括需求调研、产品设计、产品制造和产品运维服务四个主要过程，信息技术的发展，让信息闭环成为可能，也就是说，产品制造过程的信息可以指导产品设计，产品运维过程的信息可以指导产品设计和产品制造过程的改进。通过这个闭环，可以及时响应市场对产品的反馈，提升产品的质量和潜在的价值。数字孪生技术可以帮助和促进这一信息闭环的实现。

数字孪生在产品生命周期各个阶段的作用包括：

1）产品设计阶段。数字样机技术可以提供产品的虚拟仿真，但是产品数字孪生体可以包含设计之后的制造和产品运行过程的数据，这些数据的采集，可以为产品的仿真和验证提供真实的数据，为类似产品的开发提供有益的参考。利用大量的数据，可以挖掘产生新颖、独特、具有新价值的产品概念，转换为产品设计方案。

同时，产品的可制造性分析也不只是通过虚拟假设的生产系统模型来验证，而是结合工厂数字孪生体，利用生产系统实时数据，来对产品加工时间、加工质量以及可能的风险进行评估，进一步缩短产品设计完成后实现量产的时间间隔。

2）产品制造阶段。利用产品数字孪生体，可以指导产品制造、装配过程的工作，降低工人技术要求，减少生产过程的错误。一些在线质量检测数据也能被记录，可以指导产品装配配合以及产品后续安装运行过程的参数调整。

利用产品数字孪生体所记录的运行过程数据，可以分析挖掘制造过程的质量缺陷，进一步提高生产制造过程的制造参数，改进质量，提高产品价值。

3）产品运维阶段。数字孪生这一概念的提出，就是为了提升产品运维能力。即使不是航天器这类太空装备，数字孪生技术在普通装备和产品的运维过程中也能发挥巨大作用。产品安装调试过程，可以利用数字孪生体提供的指导书，进行安装指导，特别是单件重大装备。产品设计、制造过程的信息对安装调试很有帮助，利用统一的产品数据，可以提升安装质量，缩短调试时间。

通过对产品运行过程的数据采集和分析，提升用户对产品运行过程的感知程度，而制造商利用大量数据进行数据挖掘和分析，提供产品健康管理、设备优化运行、远程维护指导、备品备件调配等增值服务，提升服务水平。

每个产品设计到生产制造，物理实体逐渐形成，数字孪生体逐渐完善，直到产品装配完成出厂，其数字孪生体和物理实体都完成。安装调试后进入运行维护阶段，数字孪生体和物理实体虚实互动，实现整个数字孪生系统的功能。