在最近的一项分析中,德勤解释了数字孪生近期表现出惊人增长的原因:数字孪生有望改变企业对产品和机器的预测性维护方式。嵌入设备中的传感器将性能数据实时传输到数字孪生副本中,这样就可以在故障发生之前发现和解决,制定服务和维护计划,更好地满足客户的特定需求。
数字孪生副本反映的物理对象属性和状态是最新的,包括位置、形状、运动等状态情况。数字孪生副本作为一种数字表示,提供了整个生命周期内资产运转的要素和动态,可以使用数字孪生技术提高可预测性和降低风险。
过去三到四年里,业界一直在讨论这项技术,在下一个五年,数字孪生将真正展现出力量和价值。
数字孪生有望实现爆炸式增长
Market&Markets的研究表明,2020年全球数字孪生的市场规模为31亿美元,2026年预计将达到482亿美元,预测期内的年复合增长率将达到58%。
疫情引发的挑战、供应链困境、不断变化的维护方法推动了数字孪生市场的增长,推动了数字孪生的普及。该研究强调,北美地区是数字孪生市场份额的领导者,资产密集型组织是数字孪生技术主要的最终用户。
在资产层面,很多客户开始真正地探索数字孪生的价值。特别是,数字孪生技术正在占领能源、公用事业、制造、航空航天和国防等行业。
1. 能源、公用事业:从新冠疫情中复苏
GlobalData最近的一份报告突显了数字孪生将成为该行业的“支柱”,特别是考虑到疫情带来的压力。该报告强调,数字孪生技术可以提高整体资产可见性,发现有哪些领域可以降低成本,确保长期可持续的运营。
这种潜在繁荣背后的原因是,该行业的领导者近年来一直在优先引入物联网,以石油和天然气行业为例,业内的企业已经将物联网传感器连接到每个石油钻井平台上的数百个资产。
物联网为整合数字孪生战略奠定了基础。数字孪生可以在整个端到端的流程中,为陆上总部提供每个钻井平台状况和性能的实时、完整且端到端的数据,可能把互连的物联网传感器和钻井平台资产管理数据结合起来。
一旦物联网数据被输入ERP系统,就构成了通过提高运营效率来降低维护成本和提高生产力的基础。这让石油和天然气企业的领导者能够对他们全球分布资产实现在设计、建成、运营上的可见性,这让他们能够快速有效地重新规划和定位,在全球范围内获得新的机会。
2. 制造业:数字孪生意味着将工业4.0推向新高度
数字孪生也走在了工业4.0制造的前沿,将先进技术带入工厂车间。在制造业物联网发展的带动下,数字孪生可用于提高生产力和降低成本。Research and Markets最近的一项研究表明,到2025年有多达89%的物联网平台将包括数字孪生技术。
TEST-FUCHS是一家航空航天和国防组织测试系统和组件的领先制造商,为地面支持资产和测试设备提供专用的数字孪生方法。
作为资产的制造商,TEST-FUCHS着眼于所售资产的工程、设计和采购数据。TEST-FUCHS全面控制了支持物联网的测试设施,实时提供维护数据,然后在维修店执行维护任务,让企业能够深入了解资产生命周期中积累的数据,提供关于每项资产在整个数字孪生环境中的可见性。IFS Applications在这种环境中发挥着重要作用,让TEST-FUCHS能够构建企业范围的业务流程图,从而将数字孪生战略付诸实施。
3. 航空航天与国防:劳斯莱斯树立业界标准
在资产发生故障之前进行预测,这是预测性维护追求的最终目标。商业航空和国防领域的企业组织正在探索如何利用数字孪生改进维护实践。
劳斯莱斯正在通过使用数字孪生将物理世界和数字世界结合起来,制定数据驱动的决策,提高可用性,最大限度减少意外维护造成的中断。除了来自劳斯莱斯发动机设施的MRO数据外,劳斯莱斯还收集来自多个来源的数据,例如来自航空公司维护管理系统的发动机健康信息,以及实时发动机飞行条件。
劳斯莱斯采用了航空维护解决方案自动进行双向数据共享,使劳斯莱斯能够与航空公司展开合作,共享更多有关发动机工作的信息。例如,可以轻松共享有关哪些发动机部件已经更换或检查的信息,以及任何其他飞机系统是否受到发动机行为影响的信息。这种双向交换的结果是让劳斯莱斯能够更全面地了解发动机的性能,实现更高分辨率的数字孪生,提供数据洞察的方法,改善服务期间物理零件的使用。
突破数字和物理世界的企业技术
最终,敏捷和灵活的企业软件对于真正发挥数字孪生技术,是至关重要的。
数字孪生战略需要数据驱动软件提供支持。数字孪生技术所需的大部分数据都在支持性的业务应用中。企业软件对资产进行映射,例如历史维护数据、工作订单、原始工程和设计数据。在某些情况下,企业软件可能是数字孪生的源头。
未来前景光明
强大且低成本的计算能力、网络和存储资源,是实现数字孪生的关键推动力。一些软件企业正在大力投资云平台、物联网和分析能力,让他们能够利用数字孪生这一技术趋势,其中一些投资也从一个侧面持续地简化行业特定的数字孪生用例。
可以肯定的是,很多行业都希望在未来几年发挥数字孪生的潜力,而那些拥有软件构建块的企业,能够更好地利用数字孪生这项最有前景的运营和业务技术。
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