数字孪生在工业制造业中有哪些应用？

因为数字孪生的早期应用离不开工业制造业，因此工业制造也是数字孪生的主战场。数字孪生在工业中的应用主要分为三个阶段。

一、研究开发阶段

产业生产领域中，为了完成产品零件的设计修改、尺寸组装，往往要反复试验，耗费大量人力物力。使用数字孪生可以为工业生产建立一个虚拟空间，在此基础上设计人员不仅能够看到产品外部的变化，而且能够实现对产品内部部件动态观察。

举例来说：通过数字化的3D模型，我们可以看到每个零件、线路、连接件在运行过程中的每一次变化，大大减少了产品的验证工作和工期费用。

二、生产制造阶段

以生产为导向，建立虚拟生产环境，以数字化方式描叙整个制造环境，在虚拟数字空间进行设备诊断、过程模拟等仿真预测，可有效预防现场故障、生产异常等严重后果。

举例来说：3D工厂的生产线可以实现生产环境、生产数据、生产过程的数字化可视化。输入设备上传感器的数据，可以实时监控设备各部分的轴温、通电时间、当前生产状态、设备利用率、产量等关键数据。

数字孪生在生产制造阶段的应用，可以是Web端和手机端逼真地呈现整个生产线的生产流程，呈现方式一目了然，更方便了企业的管理。

三、维护设备阶段

数字孪生同样在维护阶段起着重要作用。比如对于美国空军已经推出了数字孪生系统，其目的就是帮助更好的维护战斗机。那对工厂的设备设施来说，也同样可以用数字孪生技术进行相应的维护。

在装备制造生产线模拟模型建立完成后，通过对运行数据的连续采集和智能分析，可以预测维修工作的最佳时间点，为维修周期提供了依据。不但可以及时预测相应的风险，而且可以快速高效地作出响应，有效提高产品的可靠性和可用性，减少产品研发与制造风险。

由此可见，工业数字孪生技术为工业制造企业带来了显著的效率提高和降低成本的效果。而且随着传统工业制造加快转型升级的要求，工业数字孪生未来势必会发挥更大的作用。