数字孪生技能赋能智能造制技能进展

2020年7月，国际市场研究机构Research and Markets公布《数字李生市场研究陈诉》，阐发猜测了2030年环球数字孪生市场的进展情形。该陈诉指出，随着产业物联网的日益遍及，估计环球数字孪生技能在2020一2030年内年复合增进率将到达39.7%，到2030年，该行业孕育发生的收入将从2019年的36451亿美元增进到732254亿美元。2020年，数字孪生技能进入快速进展期，应用范畴不停拓展，各企业相继推出相干软件平台或办理方案，其相干尺度范例的订定也在连续推进。

1.具备数字孪生功效的制造软件平台与办理方案连续更新

2020年7月，德国西门子公司在2020西门子产业论坛上公布了两款数字孪生相干办理方案，赋能企业数字化转型。一是用于数控机床Sinumerik One的操纵器平台，其具有创建相应“数字孪生模子”的多功效软件，可实现假造和实际的无缝交互，关心呆板制造商和操纵员在纯假造情况中开辟产物。二是用于流程产业的云办理方案PlantSight可以或许为差别泉源和范例的数据打造遍及、无缝、一体的数字化情况，为工场创建活龙活现、可连续更新的“数字孪生”模子，从而关心客户有用治理工场全生命周期内的全部相干数据，同时该平台支持工场状态的及时出现，可进步设置装备摆设可用性，低落运营及维护本钱。

2020年11月，美国Authentise公司和Nebumind公司开展互助，将Nebumind数字孪生东西集成到Authentise制造实行体系中。Nebumind东西天生“数字孪生”可视化成效，将3D打印设置装备摆设参数和传感器数据与原始零件多少形状融合在一路，以关心用户更轻松地辨认每个零件的题目地区，进步查抄服从，估计返工需求辨认速率可进步10倍。两个体系的集成还确保了3D打印零件数据的端到端可追溯，确保数据的宁静可靠。

2.数字李生技能在庞大体系全寿期各阶段得到应用

2020年2月，赛峰团体(Safran)在法国中部创建新工场为欧洲超大型望远镜(The European Extremely Large Telescope，E-ELT)的主镜生产镜片。该工场开辟着名为“建筑信息模子”(BuildingInformation Modeling，BIM)的数字孪生技能，通过3D扫描仪对全部生产地区举行数字化扫描以辨认工场办法的每创建完备的3D工场数字模子，从而为工场提供数字化东西，优化办法治理和工艺流程，提拔工场运营智能化。

2020年5月，美国劳伦斯·利弗莫尔试验室采纳多物理场仿真东西ALE3D，为粉末床激光熔融工艺构建了“数字孪生”模子。借助该模子，研究团队通过将模仿效果与X射线及光学成像捕获到的试验数据举行比力，实现了粉末床激光熔融

3D工艺在微观标准下的模仿试验。

2020年6月，加拿大航空航天公司AV&R为其呆板人操纵软件BrainWave增添了数字李生功效，可及时收罗生产历程中呆板人体系的根本数据，实现呆板人体系单位的仿真与可视化。该软件通过及时和谐呆板人体系全部组件之间的交互，便利工人利用呆板人体系实行飞机发动构造键部件的外貌精加工，可大幅收缩飞机发动机零件制造或修理的时间，并实现呆板人体系的猜测性维护，有用淘汰生产停机时间。

2020年8月，美国水师研究试验室与南卡罗来纳大学签署了一份920万美元的条约，为美国水师舰船开辟“数字孪生”体系。该体系将用于水师电气体系的指挥、操纵和猜测，使舰船操纵员可以或许充实使用舰船的电气体系来餍足要害使命需求。南卡罗来纳大学将举行电力和能源体系的建模和呆板进修研究，并开辟“精密耦合”软硬件，以演示、测试和验证“数字孪生”操纵体系的有用性。“数字孪生”体系将进步美国水师舰船动力体系宁静台的弹性、服从、顺应性和自主性，并为美国水师舰船上昂贵的电气部件提供及时监测和猜测性维护。

2020年8月，美国国度制造科学中间(National Center for Manufacturing Sciences，NCMS)通过国防部“用于修理运动的贸易技能打算”(Commercial Technologies forMaintenance Activities，CTMA)为一架1985年开始服役的B-1B“枪马队”计谋轰炸机创建整机数字孪生模子，为提供商相对单一或缺乏的老旧备件的生产制造提供方便。该数字孪生模子的创建便于修理职员利用假造实际和光学设置装备摆设举行查验、培训和维护运动，举行飞机性能猜测，及时诊断飞机布局的康健状态，以实现轰炸机服役到2040年的目的。

3.行业同盟推进数字孪生技能尺度化进展

2020年2月，美国产业互联网同盟正式公布《产业应用中的数字孪生：界说、行业代价、设计、尺度及应用案例》(Digital Twins for Industrial Applications:Definition,BusinessValues,Design Aspects,Standards and Use Cases)白皮书，旨在追求“降本、提质、增效”有用途径的贸易首领、体系架构师，以及在数字李生范畴从事研究、开辟、摆设和测试实践的相干职员，提供数字李生在产业应用中的操纵引导。该白皮书从产业互联网的视角论述了数字孪生的界说、贸易代价、体系架构及实现数字李生的须要底子，通过差别行业的现实应用案例阐释了产业互联网与数字孪生的干系。

2020年5月，美国Ansys、微软、戴尔、澳大利亚Lendlease等公司配合公布建立数字孪生同盟，旨在订定数字孪生门路图及行业应用指南，开辟相干尺度，加强数字孪生的可移植性和互操纵性，推动数字孪生技能在更多行业的应用。该同盟在建立短短几个月的时间内，已有来自环球当局、产业界、学术界的150余会员参加。美国空军研究试验室、通用电气、诺斯洛普·格鲁曼(Northrop Grumman)等军工巨擘均是该同盟的首创成员，其在数字孪生技能应用方面的乐成履历将为数字孪生技能推广应用奠基坚固底子。

2020年8月，数字孪生同盟与产业互联网同盟告竣协议，配合加速数字孪生技能的开辟、应用，并制造经济效益。互助内容重要包罗：在尺度化要求方面举行协作；通过和谐技能组件及其他要向来实现互操纵性；和谐在术语、宁静、模子和支持技能等方面的事情，以便实如今各范畴内应用；增强信息交换，团结举行钻研会和拓展市场营销。

4.对中国的影响与启发

当前，数字孪生技能应用的主阵地是制造业，也是推进实行智能制造的紧张使能技能。美国、德国、中国等国度的产业界、学术界在数字孪生与产业4.0及智能装备/工场/办事相联合方面开展了大量研究。数字孪生技能已经开始在庞大产物研制、生产与运行维护等多关键摆设应用。

中国数字孪生技能还处于开端探究与实践关键，面对诸多进展困难，推进数字李生技能深入应用可从以下两个方面入手：一是增强数字孪生技能的顶层策划，在相干计划、打算中明白数字李生技能的应用计谋和目的，搭建数字孪生要害技能、尺度范例、软硬件配套等总体进展架构，订定数字孪生技能进展门路图；二因此需求急迫、底子较好、潜力庞大的应用场景为突破日，前瞻性地开展“数字孪生”项目，在重点范畴、重点关键领先实现应用突破。