数字孪生技术的效益与挑战¶
数字孪生技术在产品生命周期管理中的介绍¶
为了让数字化真正发挥作用，我们需要分析产品生命周期如何围绕数字化展开。
对于这个问题我们需要考虑两个维度：
制造维度：包括产品概念、研发、设计、开发、工厂规划、产量提升、生产、生产后再利用和运用周期
订单至交付维度：涵盖销售订单、库存、采购、生产计划、排单、资源调度、生产、供货售出以及售后
产品生命周期实际上涉及多个阶段，而数字化管理需要我们考虑到每个阶段的数字。保持数字的连贯性，才能实现数字化管理产品生命周期
数字化技术和工具繁多，我们的讨论将聚焦在数字孪生这一技术。作为一种直观的数字反射映射技术，它需要从管理角度充分利用数字化工具，树立数字化生产的思维。
数字孪生技术对企业发展的益处¶
数字孪生如何助力企业发展？
提前进行生产和部署验证：在设计搭建和编程阶段预测变化，缩小现实与设计的差距；
提高加工品质：优化生产过程，提升产品品质；
降低成本和减少停机时间：减少调试工时和人力资源投入；
潜在的效益和潜力：数字孪生具有更多未来发展潜力；
数字孪生应用中的挑战和痛点¶
硬件和软件类型繁多，数据处理量大，数据采集和采集工具操作的复杂度不断提高；
缺乏相关技能或合适岗位开展工作，对于人员的聘请企业往往会感到迷茫，究竟什么样知识背景的人最适合展开此类工作；
选择合适的工具困难，在生产过程中，软件工具非常细分，某些设备或工艺加工更适合使用某种特定软件，急需一个平台化的软件将数据类型统一处理和管理；
数据缺失和数据不一致，缺乏可持续性的数据、未保存的过去数据，都导致以往的生产数据无法和现有数据进行比较，从而无法找出规律和优化方向。数据来源包括设计数据、过程生成数据、计算输出数据以及现场变化数据，这些数据可能不一致，甚至引用错误的数据。过程数据可能需要传感器采集，并通过接口导出。缺乏数据通信网络和协议不一致等问题，也导致数据流动受阻，数据缺失严重。
数字孪生的误解和陷阱：许多人容易误解数字化转型需要一个大型平台软件，只有大公司才能实现，将所有数据收集起来进行仿真。然而，体量庞大的数据也很难进行处理，同时也没有专业的人员能够处理这些数据。一旦使用错误的工具也可能导致错误的数据，或者导致在过程中难以维护数据。最后，错误的数据、与现实不符或设置错误的计算结果，都可能导致仿真验证错误。盲信数据反而会带来负面效果。而要获得正确的设置或数据，可能需要付出巨大的努力。究其根本，数字孪生是协助我们处理数据的工具，不需要巨大的体量也能在合适的位置发挥他的作用。
应对挑战的潜在解决方案¶
对于上述的挑战与痛点，我们有以下的几点建议：
寻求可靠的专家团队进行分析，提出切实可行的方案，以指导企业部门在数字化协作和定制规范方面取得进展；
从中小规模项目开始数字化转型，待确保能实现目标收益后再逐步扩大；
注重信息安全与隐私问题，包括数据保存方式、访问权限以及管理方法，这些方面都需要具备专业技能和工具；
利用AI 2.0时代的技术发展，学习使用更强大的计算机和算法能够处理并产生有价值的信息；
对数字化进行培训和深入了解
然而，首先我们需要拥有数据，因为数据价值正日益凸显。只有真正有意义的数据被保留下来，数字化的工具、管理和技能才能发挥他们真正的作用。
数字孪生技术在机器人自动化生产中的实际应用¶
接下来探讨一下数字孪生如何应用于机器人自动化生产的实例。一般来讲，数字孪生在生产的几个环节扮演着至关重要的角色：
设计阶段：数字模型设计，这也就要求平台要能够接入这些设计的数字模型，并支持各种工业标准格式，同时还需要接入建模之外的参数属性，如工艺要求，以及需要限定的加工PIK数据等，实现数据间的互联；
布局规划：工件设计夹具和验证布局，例如确定设备放置位置是否为最佳方案等，更早的导入方案验证，减少试错成本；
设备加工编程：引入工艺加工参数，确保加工质量；
虚拟调试：软调试（SIL）和硬调试（HIL）
在虚拟调试方面，有两种常用的方案：软调试（SIL）和硬调试（HIL）。这两种技术都能在设备制造商的独立平台上运行离线编程程序，以确保数据的准确性和真实性。计算结果会反馈到机器设备的物理状态，在仿真平台上进行虚拟现实模拟，从而确保更安全的生产调试，实时监测状态，更重要的是提前预测错误问题，如设备碰撞或加工点不可达等等。最关键的是，数据需要有接口导出并连接到企业的IoT平台，以实现数据流通，进而达到前文所述的数字化的潜力和效益。
案例研究：CENIT的FASTSUITE作为功能强大的3D仿真平台¶
德国CENIT公司研发的FASTSUITE飞思德产品，是一款功能强大的三维仿真平台，它致力于帮助制造业实现数字孪生技术的应用。在没有实际设备的情况下，通过从设计、构建布局、编程、到调试的全过程模拟，FASTSUITE飞思德可确保制造商在生产前高效地完成部署和调试工作。
CENIT的愿景是让每一个工厂都能利用数字孪生技术，实现更安全、高效的生产。数字化解决方案的核心价值在于协助企业实现持续盈利增长。