取消
搜索历史
热搜词
视频
活动
创新2.0
I T
产业
当前位置:首页 >互联网•IT > 互联网+ > 产业互联网 > 正文
深度解读 工业4.0从自动化到自治必要演变的基本要素
来源:Rehoo科技  作者:Rehoo科技 2019-07-05 15:46:09
美国宇航局在2010年技术路线图中引入了数字双胞胎一词,描述了太空旅行的工具。近十年后,数字双胞胎成为了一个关键工具。它可以拍摄地面空...

美国宇航局在2010年技术路线图中引入了“数字双胞胎”一词,描述了太空旅行的工具。近十年后,“数字双胞胎”成为了一个关键工具。它可以拍摄地面空间。我们正在展示全球工业4.0的数字双胞胎的演变:从自动化到自治。

谈到第四次工业革命中的“数字化转型”,但“数字化”自第三次革命以来就已存在。数字包括基于规则的计算形式,其反应类似于右脑边缘系统。现在的不同之处在于数字化可以学习,调整和发展洞察力,使行业能够感知,分析,行动和优化。数字双胞胎技术是这种发展的基本要素。

什么是数字双胞胎?让我们从NASA的原始定义开始,这个定义今天仍然非常准确:“使用最佳可用物理模型的对象或系统的超逼真数字模拟。考虑连续传感器更新和完整的历史数据,以反映现实世界双胞胎的生命。数字双胞胎通过建议改变使用情况并提高任务的成功概率来减轻损害或退化。“

“Digital Twin”听起来很简单。

简单的名称,直到考虑到受益于数字双胞胎技术的各种用途的行业的广度和数量:

  • 航空航天与国防
  • 农业
  • 房屋
  • 矿业
  • 汽车和运输
  • 电子产品
  • 机器/设备制造
  • 能源和公用事业
  • 金融服务
  • 医疗保健和生命科学
  • 政府
  • 零售
  • 消费品

该清单很广泛,几乎包括所有行业。在这些行业中,数字双胞胎技术用于其他:

  • 生命周期文档
  • 3D表示
  • 造型
  • 模拟
  • 数据建模
  • 模型同步
  • 可视化
  • 监控
  • 连接分析
  • 控制

当考虑到技术可以使用的惊人的数量时,数字双胞胎技术的力量变得清晰。

当我们谈论数字结对的自治时,我们谈论的是什么。

数字双胞胎,至关重要 - 只是自治演变的一部分。对于这种发展同样重要的是:人工智能和领域专业知识。

对于自动驾驶汽车 - 汽车,卡车,船舶,工业机器人等 - 现实世界是训练AI的场所。

为了安全和功效,训练AI的地方是在数字双胞胎的虚拟世界中。

Nvidia最近宣布推出一款基于云的开源虚拟试验场,用于自动驾驶汽车。开源将允许公司在数百万个场景中的数千个虚拟车辆中训练AI。它不需要“在现实生活中”(IRL)存在并且导致零体数。

专业知识是自治的秘诀。

成功的工业公司及其智能硬件/软件合作伙伴已经了解了在各种环境和条件下有效的方法。结合正确的数字双胞胎技术,更智能,更自信的人工智能和深层领域专业知识可以加速向自治的演进。

工业自治是一个五步进化的进程:

  • 人类主导
  • 以人为本/机器支持
  • 机器领导/人力支持
  • 机器领导/人治
  • 机器控制

随着工业或机器步骤上升,所需人数减少。

人们从“在循环中”转变 - 触发自动化的工业事件,即使在远程控制室也在“循环”。远程监督越来越多的自主活动的远程操作员有权对抗或纠正它们。我相信自治将很快发展出摩尔定律类型的“自治商数”(AQ)。它将确定需要多少人类远程操作员才能确保自动机器和过程的安全性和有效性。例如,它可能是一个人监督10个自动驾驶车辆或一个人到100个自主过程。AQ越高,自主性越大。

数字双胞胎的终极价值

早些时候引用了NASA对数字双胞胎的原始定义。我的首选定义听起来更简单;“物理资产的数字反映。”直到有人意识到世界上每个工厂的每个工业对象都有自己的数字双胞胎。这些数字双胞胎中的每一个都具有用于每个对象的规划,设计,操作,维护等的多个状态。此外,如上所述,数字双胞胎涉及每个行业的广泛领域的众多任务。

目前估计有75亿潜在的数字双胞胎在全球工业中。我们发现最高价值是以开放,可互操作和独立于供应商的方式将所有数字双胞胎中的数据提供给所有流程中的所有其他数字双胞胎。

数字双工技术的目的是使所有功能完全数字化

此操作在多个公司的所有工业流程的生命周期中完全协作,而不会丢失任何数据,分析或时间。数字双胞胎在不同阶段提供不同的能力。但是,主要要求是实现从一个阶段到另一个阶段的切换,从一个公司到另一个公司,没有这些耗时且昂贵的损耗。数字化不足以实现自治。数字双技术是必要的关联基础组织。

例如,我的公司ABB在每个阶段使用数字双胞胎削减了建造电力变电站所需时间的近一半。每个过程的减少意味着在规划,设计和建造中部署操作(操作和维护数字双胞胎后来发挥作用)。

前数字双胞胎,建造一个变电站需要18个月,但这些只需要建造四个月。

工程公司和我们之间的来回通信。每一方都会将他们的输入数字化,但其他各方会将其打印出来,编辑,重新数字化,发送给其他人,等等。用于规划,设计和建造的数字双胞胎使我们能够将14个月的计划减少到7个月。我们还实现了60%的节省,并在11个月而不是18个月内建造了变电站。一旦变电站上线,运营和维护工作就变得更加容易,因为协作数字双胞胎内置于所有变电站功能中。

Digital twins支持全球协作技术平台。

数字双胞胎的最终价值在于创建一个协作的全球技术平台,而不仅仅是来自一家公司。这项技术将在所有公司 - 数字存储功能。数字双技术有助于在整个生命周期中共享每个工业对象的每个功能。将其与高可信度(即安全,公平和合乎道德)的人工智能和深厚的专业知识相结合,您将获得工业4.0的数字化自治世界。

对于新一代机器人来说,必不可少的是人们或其他硬件无法到达的地方。例如:

“数据中心治安官”漫游无休止的云服务服务器场,寻找并更换故障服务器。

“马达履带式”机器人在马达内部工作,修理和维护在太狭窄且对人类危险的空间中。

机器人“变压器潜水员”节省了排放深水下石油变压器的成本,找到了需要维修和重新加油的区域。

到了20世纪90年代,人们正在观察并试图控制数百人。今天,有成千上万的设备向工业控制室“报告”。这个科技行业的人们普遍面临着无法缓解的压力。提前退休似乎是石油和天然气,公用事业,运输和采矿等控制室行业的唯一选择。

因此,数字双技术的帮助。在这项新的工业活动的每个阶段,他们都需要帮助。随着工业4.0从自动化发展到自治,大部分帮助将来自数字双胞胎 - 由人工智能和领域专业知识增强。数字双胞胎将成为工作场所不可分割的一部分,服务于人与人共存。

即便如此,他们还需要对自治工业世界进行越来越全面和支持性的数字化表示,以便他们有效地开展工作。他们将获得的帮助将为“数字双胞胎”这一术语带来新的,更加人性化的含义。

编辑:张洁
活动 In话题| CIO知行社 | 信息化大会
东风小康刘渝生:数字化车企时代

东风小康刘渝生:数字化车企时代

嘉宾职位: 东风小康有限公司副总经理

这个时代当中,我们从工业4.0来看,实际上现在的生存法则发生了一系列的变化,从1.0和蒸汽的时代步入到现在数字化时代,云、大数据、移动、...

分享到微信 ×

打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。