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Digital Twins數字化雙胞胎，被看作傳統(tǒng)制造企業(yè)進行數字化轉型的基石。上一篇講到，制造業(yè)企業(yè)主要從企業(yè)內、企業(yè)間、產品側、用戶側四個方向展開數字化轉型的具體工作。推動企業(yè)在業(yè)務管理運營方式、產品、業(yè)務模式等方面進行數字化創(chuàng)新，打造數字化智慧企業(yè)。以企業(yè)業(yè)務模式創(chuàng)新為例，智慧服務被認為是推動企業(yè)從單純的產品銷售到向用戶提供整體解決方案的重要戰(zhàn)略，是企業(yè)數字化轉型的核心舉措之一。那么，智慧服務通過什么方式向客戶提供？計費方式如何計量？其中的一個重要途徑就是通過數字化雙胞胎獲取客戶方所運行設備的相關信息以提供相關服務，并通過數字化雙胞胎的使用次數及運行時間來計費。據報道，GE在其工業(yè)互聯(lián)網平臺Predix上已經建立了近百萬個數字化雙胞胎。當然，數字化雙胞胎的使用場景遠不止與此，下面是一部分典型場景：
傳統(tǒng)的數字化雙胞胎概念主要強調的是物理實體與數字虛體之間的靜態(tài)數字映射，是將軍工行業(yè)數十年前提出的數字樣機概念(DMU，DigitalMock-up)在飛速發(fā)展的基礎設施(比如計算能力)的加持下通過CPS(Cyber PhysicalSystem)的定義框架進行重新展現(xiàn)。
數字樣機概念的提出，使工業(yè)產品尤其是像飛機、火箭這樣的復雜產品在其研發(fā)過程中，可以在虛擬環(huán)境中對進行虛擬設計、虛擬仿真、虛擬裝配等等，大大提高了設計效率，節(jié)省設計成本，縮短了從設計到制造交付的周期。而這一成功經驗隨后也被推廣到了汽車，裝備制造等其他行業(yè)，并取得了顯著效果。
以波音787為例，其數字樣機充分利用基于模型定義(MBE，ModelBased Definition)的數字化設計與制造技術，拋棄了低效的二維工程圖樣，將MBD模型作為產品設計、產品定義、制造執(zhí)行的唯一依據，大大提高了研制效率。
數字化雙胞胎的主要組成特征包含三點：
模型，建立描述數字化雙胞胎的數字框架，包括數據結構、元數據等，工業(yè)產品會參考自身所處行業(yè)的相關標準體系來作為建立對應模型的參考；
數據，指描述數字化雙胞胎所需的所有相關數據，包括模型數據、時間序列、元數據、特征值、參數值等；
唯一性，是指每一個物理實體都有且只有唯一對應的數字實體；
而基于數字化雙胞胎的主要動作行為包括：
監(jiān)控，操作者可以通過通知等不同方式按照不同的顆粒度獲得數字化雙胞胎的實時狀態(tài)；
分析，操作者可以對數字化雙胞胎的狀態(tài)信息、運營數據等基于特定規(guī)則，通過不同的算法進行分析，實現(xiàn)業(yè)務目的，比如診斷、預測、指導等；
控制，指操作者可以通過數字化雙胞胎控制實體設備；
仿真，指操作者可以通過數字化雙胞胎模擬或測試實體行為；
另外，數字化雙胞胎的另一重要特征是實時性，在不同業(yè)務場景中，數字化雙胞胎需要能夠“實時或者準實時”地保持虛體和實體之間的同步，而IOT、大數據、邊緣計算、機器學習、預測分析等新興技術在保持數字化雙胞胎的實時性方面起到了非常關鍵的作用。
隨著中國制造2025、德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網等戰(zhàn)略理念的逐步深入，數字化雙胞胎技術也隨之演變發(fā)展，目前，已經拓展到從產品設計到生產工程到產品制造到維保服務的端到端貫通。除了傳統(tǒng)數字化雙胞胎理念的持續(xù)拓展，我們發(fā)現(xiàn)，企業(yè)基于不同的業(yè)務目的也需要建立不同類型的數字化雙胞胎：打造數字化精益工廠需要建立工廠的數字化雙胞胎；節(jié)約設備維保成本、減少設備宕機、提高維保效率需要與設備制造廠商一起建立生產設備的數字化雙胞胎；為客戶提供產品延伸服務需要建立自有產品的數字化雙胞胎等。
從技術理論層面看，MBD是基于模型的系統(tǒng)工程理論(ModelBased System Engineering，MBSE)在工業(yè)制造領域的實例化應用，MBSE(或者說所有的系統(tǒng)工程)包含技術過程和管理過程兩個層面，技術過程通常遵循V型的分解-集成框架：
在項目管理(或者業(yè)務管理)過程中，一直以來，基于模型的思路雖然理論上解決了過程一致性問題，但在復雜產品研制過程中頻繁變更的大背景下，如何讓所有相關方在正確的階段、以正確的方式獲取唯一正確的信息(有點繞嘴)始終是MBSE實施過程中的最大痛點，專業(yè)領域稱之為合理模型框架的建立與選擇。拓展至更廣義的裝備制造業(yè)，(移動)互聯(lián)網、物聯(lián)網的成熟極大地影響了ToC(面向消費者)制造業(yè)企業(yè)對用戶需求的打開方式(比如消費電子)，而這一影響已經開始拓展到ToB(面向企業(yè)客戶)的領域，在需求快速獲取-產品設計-制造交付-售后服務的產業(yè)鏈上，企業(yè)經營者需要在充分利用MBSE價值的同時解決其固有痛點。
為此，SAP提出了數字化雙胞胎網絡(Network of Digital Twins)概念，橫跨企業(yè)研發(fā)、生產、供應、銷售、服務的全價值鏈，同時通過數字化雙胞胎網絡連接產業(yè)鏈上的利益相關方如第三方設計廠商、制造商、供應商、服務提供商、最終用戶等，以支持企業(yè)全方位的數字化轉型。
在模型構建方面，SAP數字化雙胞胎網絡強調根據不同的業(yè)務階段建立不同類型的支撐模型，下圖是SAP數字化雙胞胎網絡模型框架以及邏輯流程及方案架構：
SAP數字化雙胞胎網絡的提出，可以使企業(yè)業(yè)務在數字(云)端實現(xiàn)閉環(huán)運行，有效整合企業(yè)整體IT管控平臺與生產設備運營、自有產品在客戶端的使用等相關OT技術，拓展企業(yè)運營邊界。
文章轉載自公眾號SAP智造社區(qū)
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