疫情期间数字化孪生技术如何助力企业发展

肺炎疫情期内,在全国各地诸多企业遭遇人力资本紧缺等运营窘境,无法平稳实现复工复产的状况下,数字孪生技术能做些什么呢?
19年12月,新冠肺炎疫情爆发于湖北武汉,并扩散至全国各地,快速发展变成我国实体经济的“黑天鹅”,短时间对我国经济导致了不可避免的影响。为熨平本次经济波动,各政府机构竞相颁布有关现行政策,在做好疫情防控狙击战的同时,为企业复工复产提供保障。
在新冠肺炎疫情防控关键期,全国各地诸多企业遭遇人力资本紧缺等运营窘境,无法稳步实现复工复产。数字孪生做为实现物理空间和虚拟空间相互映射的一项通用性颠覆式创新技术,将在促进生产制造企业复工复产过程中充分发挥积极功效。
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一、数字孪生助推生产制造企业有序复工复产
疫情防控期内,众多生产制造企业因受原料不足、劳动力紧缺等难题的困扰,无法快速复工复产,而选用数字孪生技术能够在产品研发设计、生产加工、运营管理等层面重组原来工作流程,提升企业资源分配,提升企业运营高效率。
(一)提高商品项目生命周期管理能力
一是完成产品研发协作,协同研发、生产制造和采销等单位在虚拟空间搭建商品数字孪生体,多物理场、多层次仿真模拟展现商品在物理空间中的情况转变,进行商品外型、构造、安装等设计构思,避免线下集聚办公,减少商品发售周期时间。
二是完成加工工艺提升,将商品加工过程中牵涉到的机械设备、办公环境、加工工艺基本原理等因素映射到虚拟空间展开模拟仿真测试,并在线上进行加工工艺提升,产生生产工艺流程可行性方案,减少商品加工工艺迭代更新成本费。
三是完成生产能力配制,根据在虚拟空间中仿真模拟工厂布局、原材料流动性、设备生产能力等,融合产品需求,明确有效工厂布局、货运物流对策和生产规划,降低传染风险性,提升对市场的适应力。
(二)提升企业生产制造智能化系统水准
一是提升机械设备智能化系统水准,实时收集机械设备的变形程度、数控刀片运动轨迹、温度等数据,并动态更新虚拟空间中机械设备的有关数据,根据开设数据阈值评定机器设备情况,降低人为因素查验次数,完成机器设备预测性维护。
二是提升生产制造车间柔性化水准,整合企业的工作人员、设备、原材料、自然环境等生产要素并搭建单独的数字孪生体,剖析商品生产制造所需机器设备、自然环境、时间等,在虚拟空间构建虚拟生产车间,完成生产线布局、生产能力分配的线上调节,提升生产车间柔性化水准。
三是提升产品品质管理能力,根据以商品项目生命周期数据为基础创建的数字孪生体实体模型,对有品质缺陷的商品展开追溯查验,清查商品原材料、生产加工等阶段的漏洞并补齐,降低质量检验单位现场实际操作时间,加强产品品质保障机制。
(三)提升员工健康管理能力
一是动态性检测职工生理特征,根据职工智能运动手环等可配戴智能化设备,动态性收集、检测职工的人体体温、血氧饱和度等生理学指标值数据,创建员工健康数字孪生体实体模型,及时处理员工健康难题,及时清查较深接触群体,降低交叉感染产生的危害。
二是准确记录职工行为运动轨迹,根据职工手机等机器设备,即时采取职工工作期内的位置信息,必要时征求职工愿意,收集职工全天候的位置信息,融合全国各地新冠肺炎诊断地形图,完成职工分级分类管理方法,提升员工健康管理能力,并避免 肺炎疫情外扩散。
二、当下存在的不足
当下,在我国数字孪生的运用范畴正快速拓展,但在应用推广过程,数字孪生存在的不足也在日趋突显,关键集中在专用型实体模型提供能力不足、数据支撑点能力不足、安全隐患突显等层面。
(一)专用型数字孪生实体模型供给能力较弱
从行业看,加工制造业是一个极为庞大的行业,包含了30个大类行业、191个中类行业、525个小类行业。因为涉及到的领域、行业诸多,不同领域及行业的企业的运行逻辑性各有不同。
从环节看,在新产品开发设计、生产加工、运营管理、运维管理维护保养等阶段,关注的关键行业和处理的难题不尽相同,必须搭建专用型的数字孪生实体模型。然而,在我国生产制造企业,尤其是中小型企业,因为资产比较有限,无法投入大量的财力物力,对特殊细分领域及阶段的知识经验、工业生产原理、运行逻辑性展开系统整理,融合搭建出独归属于特殊情景的专用型数字孪生实体模型,专用型数字孪生实体模型比较缺乏。
(二)数字孪生数据支撑点能力不足
从数据收集来看,在我国中小型生产制造企业的数字化水准广泛不高,生产线设备没有进行数字化更新改造,造成实时生产制造运作数据收集艰难。
从数据剖析来看,数字孪生数据具备实用性高、数据量大、数据源异构性好等特性,传统式的单纯借助数据驱动的大数据分析方法无法满足数字孪生的需要,务必将根据物理学实体第一性原理搭建的原理实体模型与根据数据驱动的大数据分析方法结合统一,而我国现阶段对“数据+原理”的新式数据分析方法的重视不足,数据剖析能力不足造成数字孪生的辅助管理决策功效受到非常大影响。
(三)数字孪生安全隐患呈现
从安全环境来看,数字孪生将物理世界和数字世界结合起来,摆脱了传统式工业生产行业相对封闭、可靠的环境。数字孪生拥有着工业化生产运作的所有关键数据,数字孪生体非常容易被攻击和盗取。赛博世界的网络攻击能够直接抵达物理世界的生产流水线,造成生产制造崩溃、污染源泄漏、可燃性损害等安全隐患。
从安全生产技术来看,在我国传统式工业生产行业的安全性能力不足,解决新式攻击的安全性技术实力不足,欠缺领域认同的第三方组织展开工业生产网络安全产品和技术咨询的核查评定,尚未产生有组织的安全事故检测、监测、精确预警信息、迅速处理和合理追溯技术。
三、后续工作建议
为进一步加速数字孪生在生产制造企业中的应用推广,助推生产制造企业有序复工复产,提升生产制造企业数字化、网络化、智能化系统水准,我国应搞好下列三层面工作。
(一)分行业分领域编制数字孪生实体模型全景图图谱
一是培养领域通用性实体模型。适用产学研用多方聚集数字孪生生态环境,重点围绕产品研发模拟仿真、工作流程、工业生产基本原理、优化算法实体模型等关键领域,根据政府购买服务方式,基本建设多标签分类、智能化系统检索的领域通用性模型库。
二是培养企业专用型实体模型。适用生产制造企业协同互联网技术企业、科研单位等基本建设数字孪生企业专用型模型库,紧紧围绕企业商品项目生命周期提升、生产线全过程监管提升、业务流程和管理方法提升等关键领域,基本建设作用完善的企业专用型模型库。
三是进行实体模型检测认证。综合运用目前财政资金,支持产业联盟、企业与科研院所协作共创数字孪生实体模型检测认证服务平台,进行技术性认证与检测评定,加快数字孪生实体模型的优化迭代和健全升级,加速数字孪生在生产制造企业各阶段的普及化营销推广。
(二)深层次运用新一代信息科技提升数据商品流通效率
一是夯实数据基本工作能力。采用财政支持等方式,正确引导企业加速基本建设智能传感器、工业以太网等新一代基础设施建设,提升数据获取和商品流通的低延迟、高可靠的保障水准,带动企业全链条数字化更新改造,提升各业务流程阶段数字化运用和数据的集成化共享资源,夯实数字孪生运用的数据基础。
二是提升数据剖析智能化系统水准。以疫情防控产生的工作流程线上化作突破口,激励企业推进工业云、工业生产大数据、人工智能技术、5G等技术的综合性运用,加速搭建基于数字孪生的智能化管理决策分析方法,加强对企业产品研发、生产制造、运营、管理方法等阶段的指导作用。
三是进行自主创新运用示范点。激励有基础、有需求、有动力的企业深层进行数字孪生运用,加速产生一批基于数字孪生提升企业资源分配的优秀解决方法和经典案例,带动和引领数字孪生在生产制造企业中的应用推广,全方位提高生产制造企业各阶段的数据商品流通效率。
(三)创建数字孪生综合性安全性保障机制
一是建设安全管理保障机制。依托于工业物联网创新发展等国家重点专项,进一步加强数字孪生核心安全管理科技攻关,补足技术性短板,强化安全性技术手段建设,展开数字孪生安全性技术研发、测试评估等工作。
二是构建安全监管查验体制。促进构建数字孪生安全性管理制度和相关法律法规,确立各方主体的权责利,规范数字孪生安全大检查工作,切实创建起企业负主体责任、政府监管的安全性体系管理。
三是强化网络信息安全人员培养。革新安全性人才培养体制,激励地方政府、行业机构、科研单位等进一步加强协作,进一步加强“新工科”人才培养,加设数字孪生网络信息安全等相关专业点,促进培养一批复合型优秀人才和骨干人员。

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