工業(yè)互聯(lián)網關鍵看什么？數(shù)字孿生

導讀：工業(yè)互聯(lián)網延伸了數(shù)字孿生的價值鏈條和生命周期，凸顯出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務方面的的優(yōu)勢和能力，打通了數(shù)字孿生應用和迭代優(yōu)化的現(xiàn)實路徑。因此，數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網關鍵技術和重要場景。

圖片來自“東方IC”

互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術迅速發(fā)展，對推動制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化進程起到關鍵作用，尤其是信息技術對于數(shù)據(jù)的強大計算和分析能力為制造業(yè)發(fā)展開辟嶄新的發(fā)展空間，IT和OT的融合越來越受到制造企業(yè)的重視。伴隨新一代信息技術與制造業(yè)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網成為制造業(yè)從“顯”到“隱”的抓手，互聯(lián)網從“虛”向“實”的載體。工業(yè)互聯(lián)網蓬勃發(fā)展離不開技術支撐，包括數(shù)字孿生、邊緣計算、5G、IPV6、標識解析、TSN（時間敏感網絡）、PON（無源光網絡）等都是工業(yè)互聯(lián)網的關鍵技術。

隨著工業(yè)互聯(lián)網的應用推進，數(shù)字孿生被賦予了新的生命力，工業(yè)互聯(lián)網延伸了數(shù)字孿生的價值鏈條和生命周期，凸顯出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務方面的的優(yōu)勢和能力，打通了數(shù)字孿生應用和迭代優(yōu)化的現(xiàn)實路徑，正成為數(shù)字孿生的孵化床。

數(shù)字孿生基于物理實體的基本狀態(tài)，以動態(tài)實時的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實的分析，用于物理實體的監(jiān)測、預測和優(yōu)化。另外，數(shù)字孿生作為邊緣側技術，可以有效連接設備層和網絡層，成為工業(yè)互聯(lián)網平臺的知識萃取工具，不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網平臺中，不同成熟度的數(shù)字孿生體，將不同顆粒度的工業(yè)知識重新組裝，通過工業(yè)APP進行調用。因此，工業(yè)互聯(lián)網平臺是數(shù)字孿生的孵化床，數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網平臺的重要場景。

工業(yè)互聯(lián)網重塑數(shù)字孿生閉環(huán)

數(shù)字孿生，以數(shù)字方式為物理對象創(chuàng)建高寫實虛擬模型，并模擬、分析、預測其行為，為實現(xiàn)信息技術與制造業(yè)融合鋪平了道路。借助數(shù)字孿生，可以集成復雜的制造工藝，實現(xiàn)產品設計，制造和智能服務等閉環(huán)優(yōu)化，數(shù)字孿生將成為未來數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的關鍵技術。

在工業(yè)互聯(lián)網概念出現(xiàn)之前，數(shù)字孿生的概念還只是停留在軟件環(huán)境中，比如幾何建模的CAD系統(tǒng)、產品生命周期管理的PLM等。但隨著工業(yè)互聯(lián)網的出現(xiàn)，網絡的連通效用使得各個數(shù)字孿生在設備資產管理，產品生命周期管理和制造流程管理中開始發(fā)生關聯(lián)、互相補充。

例如，西門子公司就利用其工業(yè)互聯(lián)網平臺Mindsphere，實現(xiàn)了數(shù)字孿生不同應用場景數(shù)據(jù)的打通。通過破除設備、設計、制造、維護等產品生命周期隔離，打通構成數(shù)字孿生的閉環(huán)。

工業(yè)互聯(lián)網平臺激活數(shù)字孿生生命

隨著制造業(yè)不斷發(fā)展，數(shù)字孿生盡管尚未成為主流，卻成為每一個數(shù)字化企業(yè)都要關注的技術。數(shù)字孿生的核心是模型和數(shù)據(jù)，但虛擬模型創(chuàng)建和數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)的知識，對于不具備相關知識的人員，構建和使用數(shù)字孿生任重道遠，工業(yè)互聯(lián)網恰恰可以解決上述問題，通過平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析外包、模型共享等業(yè)務。

具體來說，物理實體的各種數(shù)據(jù)收集、交換，都要借助工業(yè)互聯(lián)網來實現(xiàn)，利用平臺具有的資源聚合、動態(tài)配置、供需對接等優(yōu)勢，整合并利用各類資源，賦能數(shù)字孿生。例如，利用工業(yè)互聯(lián)網平臺向下將邊緣側基礎設施同數(shù)字孿生體關聯(lián)，向上將數(shù)據(jù)傳遞、存儲在云端，其他用戶也可以根據(jù)自身需要通過平臺的服務來建立數(shù)字孿生體，可以說工業(yè)互聯(lián)網平臺激活了數(shù)字孿生的生命。

數(shù)字孿生助力IT與OT融合

工業(yè)互聯(lián)網是企業(yè)數(shù)字化轉型過程中關鍵一環(huán)，加速了IT和OT各要素的融合，數(shù)據(jù)是融合過程中最重要的粘結劑，要讓IT部門和OT部門融合的更好，首先要處理好數(shù)據(jù)這項隱形的資產。另外，工業(yè)互聯(lián)網正在試圖打破企業(yè)的邊界，試圖填滿IT與OT之間的各種縫隙，打造軟件定義、數(shù)據(jù)驅動、模式創(chuàng)新的新生態(tài)，而數(shù)字孿生剛好為融合發(fā)展提供了數(shù)據(jù)和技術的接口。

在產品設計中，數(shù)字孿生可以展示、預測，分析數(shù)字模型和物理世界之間的互動過程?；跀?shù)字孿生的設計是基于現(xiàn)有物理產品的虛擬映射，研究大量數(shù)據(jù)以獲取有價值的知識進行產品創(chuàng)新。

設計人員只需將需求發(fā)布到工業(yè)互聯(lián)網平臺，平臺管理者就能就精確匹配設計人員需要的數(shù)據(jù)服務以及用于處理數(shù)據(jù)的模型和算法服務。通過調用，組合和操作這些服務，結果將返回給設計人員。IT和OT的融合以“按需付費”的方式，在工業(yè)互聯(lián)網平臺上悄然完成。

此外，在設計產品的功能結構和組件后，需要測試設計質量和可行性。借助數(shù)字孿生，設計人員可以通過驗證虛擬產品快速地模擬運行狀況，完成虛擬設計和虛擬運行。服務封裝后，模型服務可以通過服務搜索，匹配，調度和調用來使用。通過服務，數(shù)字孿生有效地應用于產品設計中，減少預期行為和設計行為的不一致產生的修改，大大縮短設計周期，降低設計成本。