什么是数字孪生？

数字孪生就是简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的克隆体，是在原有的基础上数据三维可视化，数字孪生多样化数据融合，多层虚拟现实世界生成，用户可以更直观方便的接受各方面数据信息，提高效率，

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我们为一座工厂建立数字孪生系统，通过3D建模，在电脑里复制工厂里的物理对象，并模拟工厂在现实环境中的行为，对产品的设计、工艺、制造，乃至整个整个工厂进行虚拟仿真，从而提高产品研发、制造的生产效率；提前预判出错的可能，实现节约生产成本、降低生产损耗的目的。

要建立数字孪生工厂，简单来讲，需要两步：

1.设备同步。搭建一套基于真实生产线的虚拟生产线，对真实设备进行3D建模，将3D模型放置到线上虚拟场景内，实现真实生产线和虚拟生产线一 一对应。如果想要对整座工厂建立数字孪生系统，需要对厂房、道路、树木、人物等所有要素都进行数字化建模。

2.数据同步：车间里真实设备，是通过PLC驱动让设备实现既定的动作。我们通过采集PLC数据，驱动虚拟系统里的设备模型，进行同样的既定动作，就能够实现真实设备与虚拟设备的实时联动，从而对生产线进行实时监控。除了设备数据之外，还需要安装摄像头、传感器等等其他数据采集设备，以实现对工厂和车间更多数据的采集，比如人员数据、人员位置数据，设备数据，这些数据也需要同步到系统中。

有了对工厂和车间高度仿真的三维建模，三维建模接入了工厂车间的实时数据之后，监控人员坐在监控室内，看着虚拟的生产线，就能实时了解真实车间的工作状态，不需要到车间巡视检查，通过虚拟生产线的数字孪生世界，就能更加清晰的了解到真实生产线的实际生产状况。

1.人员管理：监控室可以直观地看到车间里的工人是否在自己的工位上，正在执行什么任务，工作效率怎么样，连续工作多长时间了，什么人在什么时候出现在了危险工作区，对讲机一呼叫，就可能让一个人脱离危险；

2.设备管理：整个车间的运行状况一目了然，哪一个加工中心连续运行3天了，哪一台车床经常处于闲置状态，哪个齿轮箱的高速轴承温度超标了，哪个电机的震动超标，这些数据都能进行实时分析，准确预判设备的运行状态，系统会将有问题的部位通过3D可视化手段直观表现出来，非常方便管理人员排查隐患；

3.运维管理：管理人员直观看到生产线的工作状态报告，上面清晰列明了设备排产是否饱满、是否有工序堆积、堆积的原因是什么、是否有加工单元闲置、闲置的原因是什么，人流、物流、AGV是够冲突，哪里交通容易拥堵，使现场人员更高效实现生产线的管理；

4.项目管理：每个订单定了多少个产品，每个产品的部件分配到哪个工序了，在哪个设备上加工的，生产进度怎么样，提前完成的是否做好了防护和入库，排产延期的具体原因是什么，有了这些一手信息，才能让企业经营者更准确的做决策；

5.能源管理：系统可以整合出整个车间的生产消耗，如焊条、刀具、润滑油等耗材消耗，管材、板材、型材等原材料消耗、水电气等能源消耗、污水废气粉尘等污染物排放、形成损耗和排放的综合数据分析报告，让管理者对成本一目了然；

6.生产调度预判：根据输入到系统的排产表，数字孪生系统能提前预判生产线下一天的产能，并生成一天产能所需的耗材清单及数量， 随着系统不断地的自我学习，预判功能会越来越准确，可随着排产表的不断变化，预判出一周、半个月或一个月的产能，帮助决策者进行生产调度管理。

设想一下，如果整座城市都建立了数字孪生世界，那么城市的管理是多么的一目了然。