數(shù)字孿生體在零散制造業(yè)和流程制造業(yè)的應(yīng)用方案有什么不同？

田鋒：實(shí)際上孿生體、生命體的模型在零散制造業(yè)、流程制造業(yè)、城市都沒什么不同，不同的是應(yīng)用技術(shù)。以建模技術(shù)為例，不同的行業(yè)各不相同，制造業(yè)的CAD、游戲行業(yè)的動(dòng)畫引擎、建筑行業(yè)的BIM、城市行業(yè)的CIM，流程行業(yè)類似管道的建模方式、零散制造業(yè)的三維形體建模方式，但理念沒什么不同。仿真也是如此，零散制造業(yè)的仿真可能是單體仿真，流程制造業(yè)更多的是系統(tǒng)級(jí)或者一維的管道級(jí)別的仿真。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式也有所不同，零散制造業(yè)的數(shù)據(jù)是非連貫的，流程制造業(yè)的數(shù)據(jù)是連貫的。從時(shí)間維度來看，數(shù)據(jù)表現(xiàn)也會(huì)不同，但是在我們討論的框架范圍內(nèi)沒什么不同，大家都可以用。

以前普遍實(shí)施的工業(yè)過程建模與仿真跟現(xiàn)在的數(shù)字孿生體是否相同？

田鋒：仿真的技術(shù)及前提是相同的，但是應(yīng)用方法不同，主要在于實(shí)時(shí)性。過去的仿真往往是靜態(tài)的，即使是動(dòng)態(tài)的，也是一次性把邊界條件、初始條件等動(dòng)態(tài)全部做完，只需要一次性預(yù)測(cè)未來，把各種可能性計(jì)算一遍，每一個(gè)工況下都沒問題，就可以認(rèn)為設(shè)計(jì)沒有問題。而現(xiàn)在的仿真建模應(yīng)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，初始條件、邊界條件在不停發(fā)生變化，需要使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互動(dòng)獲得數(shù)據(jù)。而且，靜態(tài)的仿真不在乎時(shí)間，一小時(shí)不行兩個(gè)小時(shí)，兩個(gè)小時(shí)不行兩天，總是能得到結(jié)果，得了結(jié)果仿真就OK。但孿生體的仿真是實(shí)時(shí)的，必須實(shí)現(xiàn)秒級(jí)出結(jié)果。所以數(shù)字孿生體的仿真必須降維，使用一維仿真，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真。

三維模型是數(shù)字孿生的必備技術(shù)嗎？

田鋒：不是的。如果不需要結(jié)構(gòu)、外形或形象展示，譬如不需要看汽車行駛的狀態(tài)，只想要了解汽車性能的話，就不需要汽車的三維模型，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)足以判斷性能，預(yù)判哪些部位有可能損壞，多數(shù)情況下汽車廠、輪胎廠、發(fā)動(dòng)機(jī)廠等提供的零部件都帶有參數(shù)，可以理解為符號(hào)所帶有的屬性參數(shù)。用符號(hào)去建模、系統(tǒng)計(jì)算即可。此時(shí)三維模型不是必備的。但如果需要進(jìn)行復(fù)雜的三維場(chǎng)的計(jì)算來得到零件的性能與功能，或者沒有參數(shù)、參數(shù)有所缺失，則需要用三維模型進(jìn)行計(jì)算。

產(chǎn)品的數(shù)字孿生和工廠的數(shù)字孿生，使用要點(diǎn)一樣嗎？

田鋒：我們可以這樣考慮：工廠就是一個(gè)產(chǎn)品，從這個(gè)角度看，可以認(rèn)為他們是一樣的。工廠是一個(gè)特種產(chǎn)品，機(jī)器是一種產(chǎn)品。汽車在道路上運(yùn)行的時(shí)候，跟工廠的設(shè)備在廠房里面運(yùn)行沒什么不同。一個(gè)城市也可以看作是一個(gè)產(chǎn)品，他們的要點(diǎn)是相似的。不同之處在于不同產(chǎn)品，生命體對(duì)應(yīng)的五項(xiàng)技術(shù)是不同的。比如機(jī)器產(chǎn)品，其仿真、三維建模以及大數(shù)據(jù)技術(shù)可能都有所不同，工廠仿真和機(jī)器仿真不一樣，工廠建模和機(jī)器建模也不一樣。數(shù)據(jù)方面，機(jī)器是其運(yùn)行數(shù)據(jù)，工廠流水線的數(shù)據(jù)，一要看生產(chǎn)的產(chǎn)品表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)，還要看生產(chǎn)設(shè)備本身運(yùn)行的數(shù)據(jù)，但從分析上講是一樣的，是不同類型的產(chǎn)品而已。

企業(yè)在應(yīng)用數(shù)字孿生體前應(yīng)該如何確定本企業(yè)是否需要數(shù)字孿生？是否值得使用數(shù)字孿生？

田鋒：這是一個(gè)階段性問題。產(chǎn)品特性或者運(yùn)維特性較為復(fù)雜的企業(yè)應(yīng)該去做數(shù)字孿生，當(dāng)左腦不足以駕馭的時(shí)候，就應(yīng)該增加右腦去駕馭，此時(shí)數(shù)字孿生就是有必要的；如果一個(gè)excel表就足以把企業(yè)管理好，能夠把產(chǎn)品說清楚，應(yīng)用數(shù)字孿生的意義就不大。所以越復(fù)雜的企業(yè)、越復(fù)雜的產(chǎn)品類型、業(yè)務(wù)類型，越應(yīng)該用數(shù)字孿生體。越簡(jiǎn)單越不需要，需求越不強(qiáng)烈。當(dāng)然值不值得，還有一個(gè)投入產(chǎn)出比的問題，需要在投入產(chǎn)出比比較高的環(huán)節(jié)去使用。數(shù)字孿生體并不需要全環(huán)節(jié)搭建，也不需要全周期、全體、全息，只需要做一部分就可能有價(jià)值，以城市為例，城市孿生體很難建設(shè)，但安防這件事情很重要，可以建設(shè)安防的數(shù)字孿生體、交通的數(shù)字孿生體，因?yàn)樗鼈兊男б孀畲?，可以?yōu)先建設(shè)。對(duì)企業(yè)也是一樣的，如果運(yùn)維階段，經(jīng)常維修返工，成本會(huì)持續(xù)上升，此時(shí)就可以用到孿生體。因此可以根據(jù)業(yè)務(wù)特性做性價(jià)比評(píng)估，來判斷是不是值得使用數(shù)字孿生體。

產(chǎn)品的數(shù)字孿生和工廠的數(shù)字孿生能否實(shí)現(xiàn)融合應(yīng)用，目前是否有成熟的案例？

田鋒：不同的孿生體之間，如果有強(qiáng)關(guān)系的話，他們就應(yīng)該共智。產(chǎn)品的數(shù)字孿生體和生產(chǎn)線的數(shù)字孿生體確有融合的價(jià)值和必要。產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是一個(gè)孕育階段，其數(shù)字孿生體的表現(xiàn)，能反映生產(chǎn)線運(yùn)行的狀態(tài)，他們之間是共智的，值得把他們之間融合起來。

關(guān)于成熟案例，實(shí)際上成熟度是相對(duì)而言的。我們討論的是理想的成熟度模型，是理想的數(shù)字孿生體的模型，當(dāng)前很多案例只是成熟模型的某個(gè)階段，甚至說是數(shù)字孿生生命體的一個(gè)器官，一個(gè)耳朵，一個(gè)鼻子，這種孿生體層級(jí)不高，二級(jí)成熟度案例比較多，##也有，但是不多，四級(jí)就更少。實(shí)際上有些工廠已經(jīng)根據(jù)產(chǎn)品反映出來的特性去實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線參數(shù)，就是產(chǎn)品孿生體和工廠孿生體融合運(yùn)用的案例。