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國(guó)際業(yè)界與學(xué)界我預(yù)測(cè)了2030年數(shù)字化雙胞胎將在全球扮演的角色。他們的主要結(jié)論是：相比當(dāng)下，數(shù)字化雙胞胎在未來(lái)將扮演更重要的角色。
數(shù)字化雙胞胎是現(xiàn)實(shí)世界的映射。今天，它讓我們能在設(shè)計(jì)階段嘗試多種不同的選項(xiàng)，能對(duì)整個(gè)工廠的運(yùn)行進(jìn)行仿真，還能幫助服務(wù)技術(shù)人員在虛擬世界中練習(xí)維護(hù)與維修工作。展望未來(lái)，數(shù)字化雙胞胎將展現(xiàn)出更大的潛力。
到2030年，數(shù)字化雙胞胎可能會(huì)無(wú)處不在。幾乎所有技術(shù)產(chǎn)品都將經(jīng)它實(shí)現(xiàn)；無(wú)論在工作中還是在家里，人們都將與它頻繁交互；它會(huì)在專門的市場(chǎng)中被交易，會(huì)讓工廠和機(jī)器在成本效率、生產(chǎn)率和可持續(xù)性等方面達(dá)到我，還會(huì)成為可用于檢測(cè)和證明技術(shù)解決方案的可靠標(biāo)準(zhǔn)。
以上均來(lái)自全球各行業(yè)、大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)的我們的預(yù)測(cè)。他們向西門子仿真與數(shù)字化雙胞胎業(yè)務(wù)的技術(shù)我們分享了各自對(duì)2030年數(shù)字化雙胞胎發(fā)展前景的展望。西門子將這些觀點(diǎn)總結(jié)并呈現(xiàn)在了一份白皮書(shū)中。
仿真與數(shù)字化雙胞胎 2030 ——展望未來(lái)科技
本份西門子白皮書(shū)收錄了來(lái)自全球各行業(yè)公司、大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)的我的預(yù)測(cè)內(nèi)容。點(diǎn)此下載。
收益將達(dá)數(shù)十億
上世紀(jì)60年代，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）我制造出太空艙的復(fù)制品（“雙胞胎”）。當(dāng)真正的太空艙在宇宙中航行時(shí)，我們可以在地面上對(duì)它的復(fù)制品進(jìn)行研究和測(cè)試。2002年，IT我Michael Grieves在密歇根大學(xué)提出對(duì)產(chǎn)品生命周期進(jìn)行虛擬映射的想法；2011年，他創(chuàng)造了“數(shù)字化雙胞胎”一詞。
由于其在汽車及航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用，“虛擬二重身”被Gartner報(bào)告列入“2017年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)”。從那時(shí)起，數(shù)字雙胞胎這個(gè)詞開(kāi)始越來(lái)越多地被提及。我們認(rèn)為它將是人們未來(lái)的重要組成部分。據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，到2030年，與數(shù)字化雙胞胎相關(guān)的收益將達(dá)到數(shù)十億。
據(jù)受訪我預(yù)測(cè)，未來(lái)十年，仿真與人工智能的結(jié)合將變得愈發(fā)重要。數(shù)字化雙胞胎將無(wú)處不在，其本身也將成為一種商品。同時(shí)，制定針對(duì)數(shù)字化雙胞胎的標(biāo)準(zhǔn)也十分重要。
仿真模型與人工智能的結(jié)合
數(shù)字化雙胞胎的核心是仿真工具。它通?；诳刹蹲疆a(chǎn)品或系統(tǒng)物理行為的物理模型。然而，在未來(lái)，仿真模型將越來(lái)越多地應(yīng)用人工智能（AI），特別是當(dāng)物理模型本身不充分或不可用的時(shí)候。
例如，人工智能可通過(guò)識(shí)別傳感器數(shù)據(jù)和磨損之間的聯(lián)系，幫助人們預(yù)測(cè)電機(jī)的剩余使用壽命。
相反，仿真模型也有助于改進(jìn)AI的表現(xiàn)。例如，當(dāng)人們無(wú)法提供足夠多的數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練AI去模擬燃?xì)廨啓C(jī)中的氣體流動(dòng)時(shí)，仿真模型就可以起到協(xié)助作用。
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人工智能與仿真
數(shù)字雙胞胎將無(wú)處不在
我們預(yù)測(cè)，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，數(shù)字化雙胞胎將貫穿始終。在數(shù)字化雙胞胎的幫助下，產(chǎn)品生命周期的某一階段（如設(shè)計(jì)階段）中的所有相關(guān)信息都可以無(wú)縫傳輸?shù)较乱浑A段（如生產(chǎn)階段）。如此，從設(shè)計(jì)到回收全過(guò)程的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）將變得更加高效。同時(shí)，這也將使供應(yīng)鏈管理（SCM）在疫情等時(shí)期更有保障，并能對(duì)供應(yīng)瓶頸或需求變化等情況作出快速反應(yīng)。
不僅在生產(chǎn)領(lǐng)域，數(shù)字化雙胞胎也將普遍存在于管理工廠的公司網(wǎng)絡(luò)中，存在于智能手機(jī)以幫助私人用戶優(yōu)化家庭能源消耗，還可以存在于云端。
數(shù)字化雙胞胎將成為一種有價(jià)值的商品
隨著數(shù)字化雙胞胎成為一種有價(jià)值的商品，它也將催生新的商業(yè)模式。受訪我預(yù)測(cè)，未來(lái)將存在針對(duì)數(shù)字化雙胞胎的專門市場(chǎng)，就如同現(xiàn)在有專門針對(duì)CAD模型的市場(chǎng)一樣。特別是在許多工業(yè)領(lǐng)域，這類交易平臺(tái)將成為“標(biāo)配”。
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仿真算法將不斷進(jìn)化和擴(kuò)展。
標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字化雙胞胎成功的關(guān)鍵
數(shù)字化雙胞胎得到廣泛應(yīng)用的先決條件之一是存在針對(duì)不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。清晰的標(biāo)準(zhǔn)有助于市場(chǎng)參與者實(shí)現(xiàn)高效合作。因此，標(biāo)準(zhǔn)化可被看作數(shù)字雙胞胎發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。
受訪我表示，到2030年，標(biāo)準(zhǔn)的制定還將催生能夠輕松創(chuàng)建數(shù)字化雙胞胎的線上平臺(tái)。這些平臺(tái)的發(fā)展將可能與數(shù)字化雙胞胎操作系統(tǒng)的發(fā)展齊頭并進(jìn)。這類系統(tǒng)甚至可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)整個(gè)工廠的規(guī)劃。
不可或缺之物
然而，如果缺少信任，那么以上一切都將只是空中樓閣。人們需要相信數(shù)字化雙胞胎能夠準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)世界并能成功管理它。我預(yù)測(cè)，如果能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，數(shù)字雙胞胎將被視為一種必需品。
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如今，戴著VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）眼鏡在虛擬環(huán)境中完成培訓(xùn)課程已成為人們的我。例如，這類課程讓服務(wù)技術(shù)人員能夠隨時(shí)隨地輕松在大型工廠“內(nèi)”完成培訓(xùn)。過(guò)去，同類課程的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。然而現(xiàn)在，一個(gè)全新的VR平臺(tái)正讓一切變得更簡(jiǎn)單、更快、更經(jīng)濟(jì)，并同時(shí)允許內(nèi)容被擴(kuò)展至AR平臺(tái)。
當(dāng)服務(wù)技術(shù)人員第一次在定期維護(hù)過(guò)程中遇到更換新型電機(jī)軸承的問(wèn)題時(shí)，他可能無(wú)法一下回憶起所有相關(guān)拆卸工作的順序。他要先卸下數(shù)量繁多的電纜、螺栓、傳感器和外殼，才能真正看到目標(biāo)軸承。更重要的是，每種產(chǎn)品都不相同，而在維修大功率的大型電機(jī)時(shí)通常還要使用特殊工具。
因?yàn)檫^(guò)程非常復(fù)雜，西門子維修中心應(yīng)需為西門子提供繼續(xù)教育課程。課程的形式多種多樣，既包括傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)授課，也包括使用VR眼鏡和控制器的虛擬課程。
截至目前，這些虛擬課程通常由與工業(yè)公司合作的相關(guān)機(jī)構(gòu)制作。課程內(nèi)容循序漸進(jìn)，嚴(yán)格遵循既定流程，讓組裝、維護(hù)或維修等工作的各個(gè)環(huán)節(jié)易于理解。
然而，這并非我解決方案。由機(jī)構(gòu)制作的課程成本高、耗時(shí)長(zhǎng)。另外，除非付出大量精力與金錢，否則它們將無(wú)法在事后進(jìn)行改變或調(diào)整。這就是為什么西門子數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)與西門子中央研究院合作開(kāi)發(fā)了AR與VR平臺(tái)“V@RENA”。V@RENA讓公司可以靈活且獨(dú)立地制作自己的VR培訓(xùn)課程。
我開(kāi)發(fā)的培訓(xùn)課程
西門子中央研究院項(xiàng)目經(jīng)理Anja Simon表示：“借助V@RENA，我們可以基于自己的知識(shí)，通過(guò)在VR環(huán)境中與熟悉的產(chǎn)品進(jìn)行交互來(lái)獨(dú)立制作指導(dǎo)內(nèi)容。在必要時(shí)，如產(chǎn)品或流程發(fā)生變化，他們還可以立即修改內(nèi)容?！?/span>
制作課程僅需花費(fèi)很短時(shí)間。西門子數(shù)字化工業(yè)客戶服務(wù)部由Georg Sch?ler領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果使用者熟悉V@RENA平臺(tái)的使用，那么創(chuàng)建一節(jié)針對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的使用課程僅需幾個(gè)小時(shí)。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，用戶需要用到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模型以及由我提供的詳細(xì)知識(shí)，必要時(shí)還要用到視頻或照片。Sch?ler說(shuō)：“最終的成品是集合了所有相關(guān)信息的整個(gè)服務(wù)過(guò)程的數(shù)字化雙胞胎?！?/span>
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在VR環(huán)境中完成培訓(xùn)。
戴上VR眼鏡，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)
用戶戴上VR眼鏡時(shí)，他在虛擬世界中的旅程就開(kāi)始了。用戶可以通過(guò)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中移動(dòng)身體來(lái)探索虛擬世界。如果用戶所在的工作站空間不夠大，他只需輕輕一點(diǎn)，將光線射向所需位置，就能直觀地與和各種產(chǎn)品同比例的3D模型進(jìn)行交互。
從功能的角度上來(lái)說(shuō)，如果你想制作簡(jiǎn)單的分步進(jìn)行的指導(dǎo)課程，只需加入讓用戶能夠抓住單個(gè)對(duì)象并將其移動(dòng)到所需位置的功能即可。如果想完成更復(fù)雜的指導(dǎo)，則可以通過(guò)疊加圖像、視頻、指令或我音頻評(píng)論等額外信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，受訓(xùn)人員就可以受益于我的豐富經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)新知識(shí)。這種真實(shí)的互動(dòng)也保證內(nèi)容可以在他們的記憶中變得更加深刻?！案鶕?jù)我的自身經(jīng)歷，在這種環(huán)境中學(xué)習(xí)是非常有趣的?！蔽髅烧f(shuō)。
平板電腦上的AR
借助V@RENA，用戶也可以在iOS平板電腦或HoloLens等AR設(shè)備上使用這些內(nèi)容，且無(wú)需支付任何額外費(fèi)用。一款專用的AR應(yīng)用程序可以利用平板電腦的攝像頭來(lái)識(shí)別機(jī)器與組件，將相關(guān)筆記內(nèi)容投射到實(shí)際產(chǎn)品上，并以這種方式指導(dǎo)服務(wù)技術(shù)人員完成特定任務(wù)的各個(gè)具體步驟。這款應(yīng)用程序還可以拍照或添加評(píng)論。相關(guān)內(nèi)容可以在未來(lái)被整合入VR培訓(xùn)課程中。Sch?ler說(shuō)：“服務(wù)我現(xiàn)在有了一個(gè)很好工具。他們不僅可以在現(xiàn)場(chǎng)獲得所需支持，還能為改進(jìn)內(nèi)容出一份力?！?/span>
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Anja Simon 在平板電腦上演示AR。
虛擬和現(xiàn)實(shí)的差距正在不斷縮小?；?/span>V@RENA，西門子中央研究院的研究人員正在尋找能讓多人同時(shí)參加培訓(xùn)課程的方法。一旦實(shí)現(xiàn)，就算身在不同大陸，我和受訓(xùn)者依然可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中見(jiàn)面。
長(zhǎng)沙回收西門子全新原裝模塊長(zhǎng)沙回收西門子全新原裝模塊 電機(jī)起動(dòng)時(shí)，始終使用轉(zhuǎn)矩控制。 在運(yùn)行中聲音是否正常，有沒(méi)有因不良造成的雜音。則電磁鐵產(chǎn)生的電磁力不超過(guò)反作彈簧的拉力， 上海電器漏電斷路器RMM2L型號(hào) 注： 1、如設(shè)備帶有漏電則會(huì)在型號(hào)中加字母B表示，也可以根據(jù)雙電源所擁有的刀片出現(xiàn)的顏色是黑色溫度的大小可根據(jù)黑色的深淺來(lái)侄系模不過(guò)隨著現(xiàn)代技術(shù)的更新已經(jīng)用紅外線來(lái)測(cè)量溫度了這樣測(cè)量出的溫度也很準(zhǔn)確。，
