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全面了解数字孪生技术的应用现状
发布时间：2022-06-11
生产阶段是数字孪生技术的一个重要应用场景。当前，个性化、多样化的市场消费需求成为主流，制造业面临着日益激烈的市场竞争，在时间、成本、质量、产品差异化等方面面临着巨大的压力。企业很难适应市场环境的突然变化。比如受疫情影响，如何利用技术手段快速复工复产，这是每个制造企业都需要面对的问题。
此外，企业面临着许多棘手的问题需要解决，如新产品的研发和生产周期长，无法实现从“以产定销”到“按需生产”的模式转换，在产品创新上投入了大量的人力、物力、财力，却无法准确评估新产品在现有制造条件下能否生产出来，因为新设计的产品必然需要技术、工装甚至设备、生产线。如果在产品创新设计之初不仔细评估可制造性，肯定会带来很大的隐患。
建立基于数字孪生技术的数字工厂是解决这些问题的至佳途径。这将使企业能够快速配置生产系统，从而至大限度地提高工作效率，提高资产利用率，避免停机，并具有一定的灵活性。
一、数字孪生概念的发展历史
密歇根大学的迈克尔 格里夫斯教授在2003年提出了“物理产品的数字表示”的概念。明确指出，物理产品的数字表示必须能够抽象地表示物理产品，物理产品必须能够在基于数字表示的实际或模拟条件下进行测试。这个概念不能说是数字孪生，但它具有数字孪生的组成和功能，可以模拟、分析和测试物理实体，创造出与物理实体相当的虚拟实体。可以看作是数字孪生在产品设计的应用。
从此以后，数字孪生的概念逐渐扩展到仿真、虚拟装配、3D打印等领域。2014年后，随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展，更多的工业产品和工业设备具有智能化特征，数字结对逐渐扩展到包括制造和服务在内的完整产品周期阶段，并不断丰富数字结对的形式和概念。
二、数字孪生概念的不同形式
数字化技术贯穿于整个产品生命周期的不同阶段，与PLM（生产周期管理）的思想不谋而合。可以说，数字孪生技术的发展实际上把PLM的能力和概念从设计阶段扩展到了整个生命周期。数字孪生以产品为主线，在整个生命周期的不同阶段引入不同的元素，形成不同阶段的表现形式。
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