数字孪生技术是一种通过创建物理实体的虚拟映射(数字孪生体),在数字空间中模拟真实世界中的产品或系统,实现对实体状态的实时监控、分析和控制的技术。数字孪生的概念最早于2002年出现,并随着云计算、物联网、人工智能和VR/AR技术的快速发展而逐渐成熟和应用。这一技术的关键在于,它不仅是一个静态的数字模型,还能实现实体与虚拟模型之间的双向交互,以模拟、分析和优化实体产品的生命周期。
数字孪生技术在多个层面重塑了企业对产品开发、生产、运营和维护的处理方式。它能够帮助企业通过收集产品使用过程中的数据,实时监控产品的性能,从而快速响应市场和客户需求的变化,提升客户体验。
数字孪生的关键特点包括:
1. 双向互动:数字孪生体与实体产品之间能够实现双向的信息反馈和控制。这意味着物理产品可以通过其数字孪生体进行监控,并且根据收集到的数据来调整和优化产品。例如,飞机制造商可以在飞机设计和测试阶段使用数字孪生模型,以减少实际飞行试验的次数。
2. 全生命周期覆盖:数字孪生涵盖了产品的整个生命周期,从构思到退市。它包含了产品规格、几何模型、材料性能和仿真数据等信息,能够模拟产品的实际运行,甚至能够根据产品上传感器反馈的数据来反映和改变产品的运行状态。
3. 持续性优化:数字孪生与物理产品的互动是持续不断的,可以推动产品在全生命周期内的不断优化。它能够持续收集和分析数据,从而实现产品的持续改进和客户体验的提升。
4. 开放性:企业利用数字孪生技术需要与外部合作伙伴共享数据,借助外部资源和知识,以充分发挥数字孪生技术的价值。第三方的参与可以帮助企业更快地挖掘数据中的价值,以驱动产品和服务的创新。
面对快速变化的市场和技术,企业需利用数字孪生技术实现产品和服务模式的创新。定制化、智能互联、产品即服务的新产品和服务模式已经变得越来越普遍,客户对产品体验的要求也越来越高。通过数字孪生技术,企业可以提供个性化的客户体验,并且能够根据客户需求的变化持续调整和优化产品。企业可以建立更加紧密的内外部协作机制,快速应对市场变化,实现产品迭代的速度加快和生命周期的缩短。
对于设计、供应链和制造等方面来说,数字孪生技术同样具有重要的应用价值。它可以提高产品设计的复杂性,优化供应链的效率,提升制造流程的适应性。此外,通过数字孪生技术,企业可以打通研发、供应链、制造、营销等部门和数据孤岛,与企业的生态系统无缝连接,实时感知客户需求,驱动企业运营模式向高效、互联、以客户为中心的方向发展。
例如,对于飞机制造企业来说,飞机的数字孪生模型能够在飞机的研发阶段被用来模拟各种验证和测试,从而减少实际飞行试验的次数。航空公司接收飞机后,每架飞机的数字孪生体可以收集并分析飞机的真实飞行参数、表面气流分布等数据,进而预测潜在的故障和隐患,从而降低飞行事故的概率。
数字孪生技术通过在虚拟空间中创建物理产品的精确数字模型,允许企业实时感知和响应客户的需求,持续优化产品和服务,从而在竞争激烈的市场中脱颖而出。通过这种技术,企业能够打造个性化的产品和服务,实现产品的动态化和智能化,最终打造客户导向的新体验,并推动企业核心流程及客户体验的颠覆性升级。