隨著越來越多的公司採用物聯網和大資料，數位孿生技術變得越來越流行。
德勤（Deloitte）估計，到2023年，數位孿生的全球市場將以38％的複合年增長率增長，達到160億美元。
數位孿生是物件、產品、裝置、人員、過程、供應鏈乃至整個業務生態系統的精確虛擬副本。它是由物聯網（IoT）感測器技術派生而來的資料建立的，該技術附加到或嵌入到原始物件中。這種與雲連線的資料允許實時檢視物件發生的結構和操作檢視，從而使工程師可以監控系統併為系統動力學建模。在對原始系統進行任何更改之前，可以對數位孿生體進行調整，以檢視系統在現實生活中的變化。
“數位孿生不僅僅是一個藍圖或示意圖，它還結合了系統動力學的實時模擬和一組執行控制，”技術顧問兼顧問Daniel Araya說。數位孿生既可以用作互動式模擬，又可以用作一組管理工具，可以管理裝置，系統和機器，同時可以收集資料以提高效能。”
以下是數位孿生用於改善製造運營的七個方面。
1.產品設計
數位孿生在設計階段可以是虛擬原型，可以進行調整以測試不同的模擬或設計，然後再投資購買實體原型。透過減少將產品投入生產所需的迭代次數，可以節省時間和成本。
2.工藝最佳化
生產線上的感測器可用於建立工藝過程的數字孿生並分析重要的效能指標。對數位孿生體的調整可以被確定是最佳化產量、減少差異並幫助進行根本原因分析的一種新方法。
3.質量管理
在生產過程中監控和響應來自IoT感測器的資料對於保持最高質量和避免返工至關重要。數位孿生模型可以對生產過程的每個部分進行建模，以識別發生誤差的位置，或者可以使用更好的材料或流程。
4.供應鏈管理
供應鏈和物流/分銷公司依靠數位孿生來跟蹤和分析關鍵效能指標，例如包裝效能、車隊管理和路線效率。它們對於零庫存生產或按序生產以及分析分銷路線特別有用。
5. 預測性維護
用於單個裝置或製造過程的數位孿生可以識別出在嚴重問題發生之前進行預防性維修或維護的變化幅度。它們還可以幫助最佳化負載水平、工具校準和迴圈時間。
6. 跨學科合作
來自數位孿生的運營資料隨時可用，可以輕鬆地跨學科共享，從而實現協作，改善溝通和更快地制定決策。工程、生產、銷售和市場營銷都可以使用相同的資料一起工作，以做出更明智的決策。
7.分析客戶體驗
數位孿生通常用於隨著時間的推移收集資料，從而提供對產品效能、分銷和終端使用者體驗的深刻理解。這些資料可用於幫助工程師和設計師改善客戶對產品的響應，特別是透過定製化和易用性方面。
數位孿生與製造業的未來
隨著企業學習如何使用數位孿生來提高生產率和降低成本，數位孿生只會越來越受歡迎。一項2020年的市場研究表明：
1）到2025年，多達89％的物聯網平臺將包含數位孿生
2）到2027年，數位孿生將成為IoT的標準功能
3）各個行業中將近36％的高管了解數位孿生的好處，其中大約一半的人計劃到2028年在其業務中使用數位孿生
Araya補充說：“隨著物聯網對大資料和大量的數位生態系統的訪問的增加，數位孿生也變得更加易於建立和維護。“展望未來，數位孿生技術正在成為革新產品開發的關鍵軟體工具之一。”
文字來源：中國機械工程學會；作者：Mark Crawford
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