喜歡科幻電影的朋友們都知道，在無所不能的電影世界，出現(xiàn)一個與自己一模一樣的人并不稀奇。
而在現(xiàn)實的工業(yè)制造中，也已經(jīng)有一種技術，可以把產(chǎn)品加工過程、生產(chǎn)系統(tǒng)運行、數(shù)字化工廠模擬等，通過3D虛擬仿真模型，真實映射其各個環(huán)節(jié)、各個階段的運行動態(tài)，以幫助用戶不斷優(yōu)化和持續(xù)改進。這就是時下非常流行的技術——“數(shù)字孿生”(Digital Twin)。
運用數(shù)字孿生技術，
究竟能為生產(chǎn)制造帶來哪些好處？
我們一起走進美蓋勒的數(shù)字孿生技術小課堂。
一、虛實結合，數(shù)字孿生孕育生產(chǎn)制造“鏡像參照”
有資料顯示，數(shù)字孿生技術最早應用于航空航天領域，是為了預防意外事件的發(fā)生。如今，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的持續(xù)發(fā)展，數(shù)字孿生日益成為工業(yè)制造領域炙手可熱的話題。
作為行業(yè)創(chuàng)新技術研發(fā)的先驅之一，聯(lián)合磨削集團其實很早就將這種技術應用到實踐中。特別是在平面成型磨削領域，美蓋勒五軸磨削中心MFP 30、MFP 50、MFP 51和MFP 100，在面對航空航天工業(yè)嚴苛的加工需求時，使用數(shù)字孿生技術能更好確保產(chǎn)品質量，降低生產(chǎn)成本，提升材料利用率和生產(chǎn)效率。
從視頻中不難看出，通過軟件建立磨削機床加工過程3D模擬，以獲得最佳磨削操作精度。這就是數(shù)字孿生技術在生產(chǎn)制造中的一種典型應用。
同時也告訴我們，運用數(shù)字孿生技術進行磨削加工，有一個前提條件就是要把虛擬模型場景化、具象化，即做到以虛化實、虛實結合，為生產(chǎn)制造提供“鏡像參照”，從而為實際生產(chǎn)提供有價值的數(shù)據(jù)參考、優(yōu)化建議等。
二、提升質效，數(shù)字孿生打造生產(chǎn)制造新時空維度
在工業(yè)4.0環(huán)境中，數(shù)字孿生被認為是另一個元素的虛擬模型，例如一臺機床、一個工件或一項加工工藝。它有很多優(yōu)點，但歸根結底其本質是降本增效。
1、縮短項目啟動測試時間
在實際加工中，新工件的工藝排布階段非常耗時，尤其是在復雜的多型面磨削過程中。在航空航天工業(yè)中，加工航空發(fā)動機導向葉片就屬于這種情況。通常需要在一次夾緊中進行十次或更多次磨削操作。
雖然傳統(tǒng)的導向葉片加工方法涉及編程、測試和優(yōu)化機器上的每個工藝步驟，但數(shù)字孿生技術使這一切變得可虛擬化。整個磨削過程可以在計算機上一對一地模擬，從而更有效地優(yōu)化工藝，并且可以節(jié)省高達75%的時間，相當于幾個工作日。
在三聯(lián)導向葉片模擬加工中，使用數(shù)字孿生技術能夠將導向葉片的工藝排布階段從七天縮短到一天。
2、最大化機床有效加工時間
由于新產(chǎn)品的工藝排布過程不占用機床，并且可以繼續(xù)生產(chǎn)，因此減少的準備階段也提高了生產(chǎn)率。實踐證明，使用數(shù)字孿生技術節(jié)省了兩倍的時間和經(jīng)濟成本。
3、不占用機床便可對編程和操作人員進行培訓
由于數(shù)字孿生技術提供了機器控制系統(tǒng)的模擬，編程和操作人員可以虛擬地接受培訓。這不僅節(jié)省了機床生產(chǎn)時間，還使培訓變得更加靈活和有針對性。
4、降低錯誤和損壞的風險
通過數(shù)字孿生技術模擬磨削過程，我們可以在數(shù)字環(huán)境中測試解決方案，錯誤可以在實際發(fā)生之前得到糾正。這實際上消除了機床或工件損壞的可能性——這是一個主要優(yōu)勢，尤其是在涉及昂貴的工件時。
5. 更好的生態(tài)足跡
在虛擬環(huán)境中工作，減少了真實機器上的資源消耗。這不僅節(jié)省了時間和經(jīng)濟成本，也節(jié)省了生產(chǎn)所需的能源和其他資源。簡言之，數(shù)字孿生技術可以助力用戶更好地評估加工流程和生產(chǎn)系統(tǒng)，優(yōu)化資源利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
這就是數(shù)字孿生技術的優(yōu)勢，這也是數(shù)字空間與現(xiàn)實場景的交互聯(lián)動。只有這樣，數(shù)字孿生技術才能成為看得見、摸得著、用得到的有效手段，在工業(yè)制造中真正釋放其潛在能量。
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