利用数字孪生技术 用于工业自动化机器开发

在最近的ODVA技术会议上，施耐德电气的Todd Snide和Merrill Harriman发表了一篇关于该主题的出色论文，将数字孪生描述为网络物理系统的“网络”部分。这个想法是，“数字孪生”(软件，硬件和通信的组合)是“物理实体的表示，通过不断地与实际条件进行比较，指示该实体的理想状态或对象状态。”

双胞胎虽然是数字表示，但直接与物理设备关联。系统对性能的需求(新的IoT通信开发对它的需求有所帮助)以及支持仿真和实时操作指标的测量/集成的能力。

贝加莱自动化公司最近宣布了一种用于基于模型的机器开发的新仿真工具，该工具将他们所谓的“工业物理仿真”集成到了其Automation Studio工程环境中。开发人员可以直接从机器组件或整个机器导入CAD数据，从而快速轻松地生成用于开发和测试机器软件的数字孪生模型。开发人员能够在PC上运行机器的虚拟模型，然后直接将其与机器控制器连接。

Digital Twin数据以STEP格式导入，其中包括CAD设计的属性(例如质量和密度)，并使机器设计人员可以实时查看机器的行为。该工具还可用于模拟通过生产线的物料流，以识别潜在的问题区域。另外一个好处是使用虚拟现实(VR)或增强现实(AR)头显查看机器模型。

作为三菱电机e-F@ ctory联盟的新成员，CONTACT Software 推出了用于物联网软件的Using Elements，可从单个参考点管理机械的生命周期。从设备的CAD文件开始，建立虚拟操作模型，然后将其连接到物理生产站点。

这种方法使用来自机床，机器人，PLC和其他智能设备的实时数据来创建数字孪生。然后，该双胞胎用于实现按需维护，它可以可靠地预测服务需求，从而提高运营效率并减少停机时间。

通过参数化与机器的连接，可以轻松传输有用的实时信息，而无需进行其他编程，从而充分利用了提高的数据透明度。跨多个位置的单个机器和设备的这种数据透明性可实现有效的计划，管理和预测性维护。

数字孪生技术的最后一个应用示例是西门子如何在软件中实现跨域虚拟模型，以准确地表示产品或产品。使用这种方法，通过IIoT平台收集的数据可提供对生产运营的详细见解。

通过将这些信息连接到高保真数字孪生模型，公司的目标是可以创建一致的数字线程，使他们能够通过实时洞察力加快开发速度，优化制造流程并为下一个版本或迭代改进产品。

通过将MindSphere与Siemens的Teamcenter软件产品数据管理协作工具相结合，数字孪生将不断演变并不断更新，以反映整个生命周期中物理对应对象的任何变化，从而在虚拟环境中创建闭环反馈。

Snide和Harriman曾预测：“在不久的将来，数字孪生将成为所有自动化系统的主要特征。这是一个数字双胞胎的问题，而不是一个人想要设计一个数字双胞胎。数字孪生将成为系统的共同组成部分。

强烈建议阅读他们的论文，以对该技术进行概述，并获得有关设计含义的更多信息，以及如何在CIP和EtherNet / IP网络中使用和实施Digital Twin Technology。