全面数字孪生:破局工业复杂性的“终极镜像”

跟随西门子等先行者的实践路径,企业正在见证一场从工具应用到体系重构的深层变革,不仅能让企业在当下的产品迭代中精准锚定优化方向,更是打造一把“数字钥匙”,为未来新兴技术驱动的工业转型预埋下自我进化的基因。

当甲骨文红牛车队用数字孪生制造的赛车在F1赛道上突破极限,当JetZero用数字孪生验证的翼身融合飞机在天空翱翔,当西门子在南京用数字孪生“从零到一”建起一座“超级工厂”,一场关于制造业未来的“镜像”战争已经悄然打响。

麦肯锡的报告数据显示,75%的行业先进企业已经采用了中等程度的数字孪生技术;而数字孪生体联盟(Digital Twin Consortium)的调研却指向了这个看似普及现象的另外一面:仅有8%的企业能够达到产品生命周期、生产流程、性能分析和闭环优化的数字孪生集成。

这8%,就是普通数字孪生和全面数字孪生的差距。

全面数字孪生不仅反映物理实体在产品全生命周期中的任何变化,与产品及其配置的精确物理形态、功能和行为相匹配,帮助制造企业进行设计、仿真、测试和验证,其更关键的特点还在于跨领域、跨流程的深度集成。目前市场上许多数字孪生解决方案仅可以提供零散的特定功能或流程支持,而全面数字孪生能够打造出一个从设计到运营的互联生态,并将现实世界的运营数据反哺给产品设计与生产,在虚拟与现实之间搭建起闭环的反馈回路,形成“设计 - 仿真 - 验证 - 优化“的自进化系统,在产品、生产乃至供应链流程中实现持续且经济高效的优化。

左移工程:把问题留在图纸阶段

传统的研发过程可能经历:样品打样→测试失败→推翻重来,周期以“年”计,成本则动辄千万。而全面数字孪生能够在虚拟工厂里“预演”十万次极端工况,通过复杂的“what if”场景构建和预测建模,在开发早期对设计、制造、调度、成本核算等环节进行评估,以尽早识别潜在问题,降低运营失败风险。比如,全面数字孪生能够仿真新能源汽车电池在 - 40℃的续航表现,或是模拟芯片产线突然断电的应急预案。问题发现越早,修正成本越低 ,这就是“左移工程”的魔力。

全面数字孪生还能够帮助企业员工在接触物理机械之前,在虚拟环境中熟悉设备操作,促进技能发展,减少培训时间。这种能力迁移使技能培训效率实现了质的飞跃,有力地推动了技术人才的代际衔接。

用数字主线搭成的技术“骨骼”

要构建全面数字孪生,数字主线是必不可少的要素。数字主线支撑着跨越多个系统与流程的连接数据流,将孤立的数据整合为集体智慧,实现自动化任务,以及各功能的链接。基于此,工程团队可以在整个产品生命周期内快速访问、共享和管理程序细节。不同的行业数字主线能够为特定行业提供定制化的端到端流程。

西门子是数字主线和全面数字孪生有效结合的代表,曾获Frost&Sullivan独立研究授予的“2023 年度数字孪生技术领导奖”,在推荐理由里,Frost&Sullivan写道:“西门子提供的是真正的综合性方法,通过集成的数字主线将传统孤立的产品与生产流程连接起来”,而这正是西门子领跑数字孪生领域的“终极武器”。

当全面数字孪生撞上工业元宇宙:下一场工业革命的“钥匙”

全面数字孪生与数字主线解锁了组织内全域数据,为决策者提供了更高的透明度,也为工业AI和工业元宇宙的应用提供了生长土壤。工业AI能够实现日常任务的自动化,加速产品与流程评估,并帮助用户学习新的工具;

而工业元宇宙则将全面数字孪生、AI与软件定义的自动化融会贯通,创建了一个直观且协作的虚拟环境。

想象一下:工程师戴上AR眼镜,在虚拟产线中拖拽“数字孪生体”就能完成产线布局;AI自动生成了100种生产方案,并用实时数据验证哪种方案最省钱又环保;甚至客户可以在元宇宙中“拆解”产品,亲眼看到每个零件的设计逻辑 —— 这不是科幻,而是西门子等先行者正在落地的场景。

当“产品即数字孪生,生产即数据流动”成为产业新范式,是否拥有全面数字孪生能力,正成为企业竞争力的隐形分水岭。全面数字孪生不仅是降本工具,更是构建“韧性供应链 + 敏捷创新力 + 可持续竞争力”的战略基座。跟随西门子等先行者的实践路径,企业正在见证一场从工具应用到体系重构的深层变革,不仅能让企业在当下的产品迭代中精准锚定优化方向,更是打造一把“数字钥匙”,为未来新兴技术驱动的工业转型预埋下自我进化的基因。

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西门子

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全面数字孪生:破局工业复杂性的“终极镜像”

跟随西门子等先行者的实践路径,企业正在见证一场从工具应用到体系重构的深层变革,不仅能让企业在当下的产品迭代中精准锚定优化方向,更是打造一把“数字钥匙”,为未来新兴技术驱动的工业转型预埋下自我进化的基因。

当甲骨文红牛车队用数字孪生制造的赛车在F1赛道上突破极限,当JetZero用数字孪生验证的翼身融合飞机在天空翱翔,当西门子在南京用数字孪生“从零到一”建起一座“超级工厂”,一场关于制造业未来的“镜像”战争已经悄然打响。

麦肯锡的报告数据显示,75%的行业先进企业已经采用了中等程度的数字孪生技术;而数字孪生体联盟(Digital Twin Consortium)的调研却指向了这个看似普及现象的另外一面:仅有8%的企业能够达到产品生命周期、生产流程、性能分析和闭环优化的数字孪生集成。

这8%,就是普通数字孪生和全面数字孪生的差距。

全面数字孪生不仅反映物理实体在产品全生命周期中的任何变化,与产品及其配置的精确物理形态、功能和行为相匹配,帮助制造企业进行设计、仿真、测试和验证,其更关键的特点还在于跨领域、跨流程的深度集成。目前市场上许多数字孪生解决方案仅可以提供零散的特定功能或流程支持,而全面数字孪生能够打造出一个从设计到运营的互联生态,并将现实世界的运营数据反哺给产品设计与生产,在虚拟与现实之间搭建起闭环的反馈回路,形成“设计 - 仿真 - 验证 - 优化“的自进化系统,在产品、生产乃至供应链流程中实现持续且经济高效的优化。

左移工程:把问题留在图纸阶段

传统的研发过程可能经历:样品打样→测试失败→推翻重来,周期以“年”计,成本则动辄千万。而全面数字孪生能够在虚拟工厂里“预演”十万次极端工况,通过复杂的“what if”场景构建和预测建模,在开发早期对设计、制造、调度、成本核算等环节进行评估,以尽早识别潜在问题,降低运营失败风险。比如,全面数字孪生能够仿真新能源汽车电池在 - 40℃的续航表现,或是模拟芯片产线突然断电的应急预案。问题发现越早,修正成本越低 ,这就是“左移工程”的魔力。

全面数字孪生还能够帮助企业员工在接触物理机械之前,在虚拟环境中熟悉设备操作,促进技能发展,减少培训时间。这种能力迁移使技能培训效率实现了质的飞跃,有力地推动了技术人才的代际衔接。

用数字主线搭成的技术“骨骼”

要构建全面数字孪生,数字主线是必不可少的要素。数字主线支撑着跨越多个系统与流程的连接数据流,将孤立的数据整合为集体智慧,实现自动化任务,以及各功能的链接。基于此,工程团队可以在整个产品生命周期内快速访问、共享和管理程序细节。不同的行业数字主线能够为特定行业提供定制化的端到端流程。

西门子是数字主线和全面数字孪生有效结合的代表,曾获Frost&Sullivan独立研究授予的“2023 年度数字孪生技术领导奖”,在推荐理由里,Frost&Sullivan写道:“西门子提供的是真正的综合性方法,通过集成的数字主线将传统孤立的产品与生产流程连接起来”,而这正是西门子领跑数字孪生领域的“终极武器”。

当全面数字孪生撞上工业元宇宙:下一场工业革命的“钥匙”

全面数字孪生与数字主线解锁了组织内全域数据,为决策者提供了更高的透明度,也为工业AI和工业元宇宙的应用提供了生长土壤。工业AI能够实现日常任务的自动化,加速产品与流程评估,并帮助用户学习新的工具;

而工业元宇宙则将全面数字孪生、AI与软件定义的自动化融会贯通,创建了一个直观且协作的虚拟环境。

想象一下:工程师戴上AR眼镜,在虚拟产线中拖拽“数字孪生体”就能完成产线布局;AI自动生成了100种生产方案,并用实时数据验证哪种方案最省钱又环保;甚至客户可以在元宇宙中“拆解”产品,亲眼看到每个零件的设计逻辑 —— 这不是科幻,而是西门子等先行者正在落地的场景。

当“产品即数字孪生,生产即数据流动”成为产业新范式,是否拥有全面数字孪生能力,正成为企业竞争力的隐形分水岭。全面数字孪生不仅是降本工具,更是构建“韧性供应链 + 敏捷创新力 + 可持续竞争力”的战略基座。跟随西门子等先行者的实践路径,企业正在见证一场从工具应用到体系重构的深层变革,不仅能让企业在当下的产品迭代中精准锚定优化方向,更是打造一把“数字钥匙”,为未来新兴技术驱动的工业转型预埋下自我进化的基因。

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