1, Technická realizovateľnosť: základný kameň presného mapovania počas celého životného cyklu
(1) Schopnosť vysoko presného modelovania
Digitálne dvojča dosahuje dvojité mapovanie geometrických a fyzikálnych charakteristík formy prostredníctvom simulácie multifyzikálnej väzby. Ak si vezmeme príklad spoločnosti Siemens Industrial Digital Factory, jej digitálny model dvojčiat formy integruje tepelnú vodivosť, dynamiku tekutín a simuláciu štrukturálnej mechaniky a dokáže predpovedať chybu rozloženia teploty dutiny formy s toleranciou menšou alebo rovnou ± 2 stupne a presnosť predikcie deformácie dosahuje úroveň 0,01 mm. Táto presnosť ďaleko presahuje tradičnú simuláciu CAE a poskytuje kvantitatívny základ pre optimalizáciu povrchu formy.
Pokiaľ ide o simuláciu materiálového výkonu, virtuálna testovacia platforma zariadení 5G spoločnosti Huawei využíva technológiu digitálneho dvojčaťa na simuláciu elektromagnetického tepelného spojenia vysoko-frekvenčných substrátových materiálov, čím riadi chybu predpovede miery útlmu signálu do 3 % a výrazne znižuje náklady na fyzické testovanie. Táto schopnosť je tiež použiteľná na predpovedanie únavovej životnosti formovacej ocele a môže vopred identifikovať miesto iniciácie trhliny prostredníctvom simulácie úrovne zŕn.
(2) Mechanizmus-riadený údajmi v reálnom čase
Popularizácia priemyselného internetu vecí urobila zo synchronizácie fyzických a virtuálnych modelov foriem realitu. Platforma „Video Twin“ v Pekingu Zhihui Yunzhou nasadila viac ako 500 senzorov na dosiahnutie zberu parametrov na úrovni milisekúnd, ako je teplota formy, tlak a vibrácie, s oneskorením údajov menším ako 50 ms. Táto-schopnosť v reálnom čase umožňuje virtuálnym modelom dynamicky odrážať prevádzkový stav foriem, čím poskytuje základ pre uzavretú-slučku riadenia.
V oblasti vstrekovacích foriem zlepšuje systém inteligentného virtuálneho dvojčaťa vozidiel spoločnosti General Motors presnosť riadenia prietoku chladiacej vody na ± 0,5 l/min prostredníctvom spätnej väzby údajov-v reálnom čase, čím sa znižuje deformácia produktu o 40 %. Táto schopnosť-riadenia v reálnom čase je rovnako dôležitá vo formách na tlakové liatie-, pretože dokáže dynamicky upravovať krivku tlaku prostredníctvom údajov tlakového snímača, aby sa predišlo chybám spôsobeným bleskom.
(3) Škálovateľnosť a interdisciplinárna integrácia
Modulárna architektúra technológie digitálnych dvojčiat podporuje rozšírenie z jednotlivých foriem na celú výrobnú linku. Platforma digitálneho dvojčaťa, ktorú vytvoril istý podnik na výrobu automobilových foriem, integruje virtuálne modely 12 typov zariadení vrátane dizajnu foriem, vstrekovacích lisov a robotických ramien a dosahuje dátovú interoperabilitu prostredníctvom protokolu OPC UA. Táto integračná schopnosť trojnásobne zvyšuje efektivitu optimalizácie parametrov procesu a znižuje počet skúšobných foriem o 60 %.
Pokiaľ ide o interdisciplinárnu integráciu, kombinácia digitálnych dvojčiat a umelej inteligencie viedla k vzniku samooptimalizačných foriem. Systém digitálneho dvojčaťa AI vyvinutý istým elektronickým podnikom 3C analyzuje historické výrobné údaje prostredníctvom algoritmov hlbokého učenia, automaticky generuje optimálny plán rozloženia okruhu chladiacej vody a zvyšuje životnosť formy z 300 000-krát na 1,2 milióna-krát, čím sa overuje uskutočniteľnosť integrácie technológie.
2, Ekonomická uskutočniteľnosť: kvantitatívny dôkaz zníženia nákladov a zlepšenia efektívnosti
(1) Vývojový cyklus a optimalizácia nákladov
Technológia digitálneho dvojčaťa môže výrazne skrátiť cyklus vývoja formy. Istý podnik zaoberajúci sa domácimi spotrebičmi skrátil online čas ladenia foriem zo 72 hodín na 18 hodín a skrátil cyklus návrhu zo 6 mesiacov na 3 mesiace prostredníctvom technológie virtuálneho ladenia. Toto zlepšenie účinnosti sa priamo premieta do úspory nákladov, čím sa náklady na vývoj jednej sady foriem znižujú o 28 %.
Pokiaľ ide o náklady na pokus a omyl, funkcia virtuálneho overovania digitálnych dvojčiat sa vyhýba opakovaným úpravám fyzických foriem. Istý podnik zaoberajúci sa zdravotníckym vybavením vykonal viac ako 1 000 skúšok virtuálnych foriem prostredníctvom platformy digitálneho dvojčaťa, čím sa znížil počet fyzických skúšok foriem z 15 na 3, čím sa znížil plytvanie materiálom o 80 % a zodpovedajúce úspory nákladov vo výške viac ako 2 milióny juanov.
(2) Náklady na prevádzku a údržbu a zlepšenie kvality
Schopnosť prediktívnej údržby digitálnych dvojčiat môže výrazne znížiť riziko prestojov formy. Istá spoločnosť vyrábajúca automobilové diely zvýšila presnosť predpovede zlyhania formy na 92 %, znížila neplánované prestoje o 75 % a znížila ročné náklady na údržbu o 40 % nasadením systému digitálneho dvojčaťa. Táto výhoda je významnejšia pri presných formách. Istá spoločnosť zaoberajúca sa optickými šošovkami znížila frekvenciu údržby foriem z dvakrát mesačne na jeden štvrťrok prostredníctvom digitálneho monitorovania dvojčiat.
Čo sa týka kvality produktu, digitálne dvojčatá dokážu výrazne znížiť chybovosť optimalizáciou parametrov procesu. Spoločnosť zaoberajúca sa spotrebnou elektronikou optimalizovala svoj proces vstrekovania prostredníctvom platformy digitálneho dvojčaťa, čím sa znížila chybovosť svojich produktov pri zmrštení povrchu z 8 % na 1,2 % a znížila sa ročná strata kvality o 15 miliónov juanov. Toto zlepšenie kvality sa priamo premieta do zvýšenia spokojnosti zákazníkov. Istý výrobca automobilov začlenil mieru chybovosti foriem dodávateľa do systému hodnotenia prostredníctvom technológie digitálneho dvojčaťa, čím podporil celkovú úroveň kvality dodávateľského reťazca.
(3) Obchodné príležitosti a rozšírenie trhu
Technológia digitálneho dvojčaťa otvorila spoločnostiam výroby foriem nové obchodné modely. Istý podnik v oblasti foriem zvýšil svoje ročné výnosy zo služieb z 5 % na 20 % vybudovaním platformy služieb digitálneho dvojčaťa, aby zákazníkom poskytoval-služby s pridanou hodnotou, ako je vzdialené monitorovanie a optimalizácia procesov. Táto transformácia umožnila podniku prejsť z jedného dodávateľa foriem na poskytovateľa inteligentných výrobných riešení, čím sa výrazne zvýšila jeho konkurencieschopnosť na trhu.
V globálnej konkurencii sa technológia digitálnych dvojčiat stala silným nástrojom pre spoločnosti vyrábajúce formy na účasť v medzinárodnej konkurencii. Čínska spoločnosť vyrábajúca formy dosiahla-spoločný dizajn v reálnom čase s nemeckými zákazníkmi prostredníctvom technológie digitálneho dvojčaťa, čím sa skrátil cyklus dodania cezhraničných projektov-o 40 % a úspešne vstúpila na špičkový-trh automobilových foriem, pričom ročný objem exportu sa zvýšil trojnásobne.
3, Priemyselná realizovateľnosť: synergický pohon politík, trhov a ekológie
(1) Podpora politiky a štandardná konštrukcia
Made in China 2025 explicitne uvádza digitálne dvojča ako kľúčovú technológiu pre inteligentnú výrobu a „Plán rozvoja inteligentnej výroby“ ministerstva priemyslu a informačných technológií navrhuje dosiahnuť do roku 2025 mieru prieniku digitálnych dvojčiat v kľúčových odvetviach nad 60 %. Táto orientácia politiky poskytuje jasnú cestu pre digitálnu transformáciu odvetvia výroby foriem a miestne samosprávy podporujú technológiu využívania digitálnych dvojčiat, daňové dotácie a dotácie pre podniky. iné opatrenia.
Pokiaľ ide o štandardnú konštrukciu, Národná aliancia priemyselného internetového priemyslu vydala tri skupinové štandardy vrátane všeobecných požiadaviek na systém digitálnych dvojčiat, ktoré pokrývajú kľúčové oblasti, ako sú dátové rozhranie, presnosť modelu, bezpečnostná ochrana atď. Tieto štandardy tvoria základ pre interoperabilitu a rozsiahle{1}}aplikovanie systémov digitálnych dvojčiat pre formy.
(2) Dopyt na trhu a modernizácia priemyslu
S rýchlym rozvojom priemyselných odvetví, ako je odľahčenie automobilov, komunikácia 5G a zdravotnícke zariadenia, sa požiadavky na presnosť a zložitosť foriem stále zvyšujú. Forma podnosu na batérie vyvinutá v určitom novom podniku energetických vozidiel vyžaduje presnosť dutiny ± 0,005 mm, čo nie je možné dosiahnuť tradičnými vývojovými metódami. Technológia digitálneho dvojčaťa úspešne dosiahla tento technologický prelom prostredníctvom mikrometrovej simulácie a{4}}riadenia v reálnom čase, čím podporila špičkový-vývoj v oblasti výroby foriem.
Pokiaľ ide o priemyselnú modernizáciu, technológia digitálnych dvojčiat podporila integráciu výroby foriem a služieb. Istá spoločnosť vyrábajúca formy dosiahla úplnú digitalizáciu reťazca od návrhu foriem, výroby až po po{1}}predajný servis vytvorením platformy digitálneho dvojčaťa. Zákazníci si môžu v reálnom čase-zobraziť priebeh výroby a prevádzkový stav foriem prostredníctvom APP. Táto transparentná služba zvýšila priľnavosť zákazníkov a podiel spoločnosti na trhu sa každoročne zvýšil o 15 %.
(3) Ekologická výstavba a kultivácia talentov
Popularizácia technológie digitálnych dvojčiat si vyžaduje vybudovanie úplného priemyselného ekosystému. Určitý klaster v odvetví výroby foriem integroval viac ako 20 podnikov vrátane predajcov softvéru CAD/CAE, dodávateľov senzorov a systémových integrátorov prostredníctvom vybudovania inovačného centra digitálneho dvojčaťa, čím sa vytvoril kompletný reťazec služieb od zberu údajov až po optimalizáciu modelu. Táto ekologická konštrukcia umožňuje malým a stredným{3}}podnikom používať technológiu digitálneho dvojčaťa pri nízkych nákladoch, čím podporuje celkovú úroveň odvetvia.
Pokiaľ ide o kultiváciu talentov, model vzdelávania založený na spolupráci medzi univerzitami a podnikmi priniesol prvé výsledky. Istá univerzita sa spojila so spoločnosťou na výrobu foriem, aby založila odbor „Digital Twin Engineering“, ktorého cieľom je kultivovať talenty zložené z kompozitov, ktoré rozumejú technológii foriem aj digitálnej technológii prostredníctvom projektového-učenia. Miera zamestnanosti absolventov dosiahla 100 % a spokojnosť podnikov presiahla 90 %. Táto zásoba talentov poskytuje záruku neustálej inovácie technológie digitálnych dvojčiat.
