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数字双胞胎给设备制造商带来巨大好处

导读: 在产品开发初期采用动态建模和仿真工具,对机器组件进行虚拟调试,在产品生产之前验证出所有的设计问题。这种基于物理规律和经验数据的预测模型越来越多地被称为数字双胞胎或虚拟调试。

数字化技术正逐渐获得设备制造商的认可,因为使用数字双胞胎进行虚拟调试将降低机器制造的成本。在机器的制造过程中,早期产品设计的好坏会影响后期制造甚至客户使用效果,如何确保设计方案的合理性是制造的关键。在过去,要想在产品早期设计阶段发现全部问题的是很难的,特别是想要先于竞争对手发布产品。

传统制造商一般在获得第一个客户后,再将组件和子系统集成到机器中,然后才会有可能发现设计的问题,而这个时候再去通知设计进行方案改进,将会导致昂贵的成本,并有可能超过项目的预算。那么,我们应该如何解决这个问题?

为了降低这种因设计失误而引巨大发损失的风险,制造商开始寻求新的方法,在产品开发初期采用动态建模和仿真工具,对机器组件进行虚拟调试,在产品生产之前验证出所有的设计问题。这种基于物理规律和经验数据的预测模型越来越多地被称为数字双胞胎或虚拟调试。

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什么是数字双胞胎?

数字双胞胎通常被理解为使用软件工具来实现装配线或整个生产可视化。其实,设备在集成到装配线之前还需要单个机器调试,并允许用户探讨机械如何被驱动系统驱动的,可以理解为将所有单品和整机系统进行全面的模拟。

采用这种方法主要是为了帮助设计者在机器开发调试阶段发现所有问题,并强制性做出设计上的变更,从而最大限度降低整个制造过程的成本。单单从劳动力的层面来说,如果产品在整合和调试阶段发现问题才去补救,将比在概念和设计阶段发现问题多付出100倍的努力来解决。

如果在系统交付给客户后仍然存在问题,那么修复成本就会继续增加,整个产品成本就会变得很大,从而造成生产损失、劳动力浪费以及重大名誉损失。

因此,采用虚拟调试工具降低成本是设备商的必然选择,这些成本降低幅度可以从50%到100%不等。然而,大多数机床制造商仍然认为实物调试阶段才是真实的时刻,期望在实际环境中测试出问题,并把解决这些问题所花费的时间和资金算到经营成本的一部分,其实,这是一种很大的浪费。

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虚拟调试验证硬件可行性

数字双胞胎可以被定义为基于物理对象的模型,其包括由来自不同工程领域(机械、电气、液压等等)的众多子系统组成的机器动力学和运动学。数字双胞胎的目的是预测机器运行过程,观察其对输入功率和负载变化的响应。

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