数字孪生是通向数字化转型的桥梁( 三 ) 作者龙小昂：深圳华龙讯达信

设备数字孪生，可以将一台机器以3D的形式，展示设备整机、部套、零件之间的层次关系。用户可以借助于导航树，在烟机的不同零部件之间进行自由切换，深度了解。数字孪生会呈现出拆分动画，逐级递进，用户可以直接与场景中的3D对象进行交互，用层层“爆炸图”的方式，查看机械零件、子部件的详细信息。

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图4机械结构层层分解图
设备的元器件、油路、气路等，都是等比例建模，携带各种属性信息。设备数字孪生，就像为操作者提供了一台CT机，看到机器的各种结构和属性，从而对机器有着深刻的了解。
这意味着，傻瓜式的操作，才是聪明的机器。可以基于数字孪生技术，构建3D互动模拟的在线培训系统，可以实现现实与虚拟仿真的统一。它突破了“分别翻看图纸说明书“的传统培训模式的限制，而是直接“在线手把手” 。各种不同的操作规范、说明手册等，都被统一集成到一个界面上，每一步行动都有说明和提示。在大大缩短培训周期的同时，丰富了培训内容，并减少了现场实训的成本损耗和危险性。以前一台进口的高端烟草机械，即使是成熟的工人，完全掌握一台机器，需要用两三年。而现在生手工人，只需要3-6个月就可以完全上手，大大减少了对熟练工人的依赖性。

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图5虚拟专家引导操作培训
设备的效率，也开始得到直截了当地优化。传统设备管理工作中，设备监管、设备控制、设备维护、库存管理等各个业务模块之间数据不互通互联，存在信息孤岛。同时还存在设备管理效率较低、设备维护成本高等问题。而基于数字孪生的设备管理应用，能够让现场发生故障的时候，不仅仅是知其然，而且知其所以然。
机器如果发生停机故障，传统方式需要统筹维修人员，然后去现场排查，排查往往又需要半天时间，找到故障原因。机器非计划停产，会给企业带来很大的损失。但这种现象，在车间里非常普遍。
而通过机器数字孪生，就可以在车间的任何一台人机界面上，直接就可以看到什么位置、何种部件、发生了何种故障。如图3中所示意。

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图6设备数字孪生自动完成故障报警及诊断
这种基于设备服务知识模型，能够对设备状态进行评估，准确预警，从而帮助优化设备检测、维修计划安排和人力资源分配，大大提高了设备的运行效率与可靠度。
实际上这种应用，也可以在云平台上，对多个系统实时远程管理，并且可以细化到产线级、设备级、零部件级的运行状态，了解设备故障问题严重程度、故障描述、处理方法等。
而下一步，设备数字孪生将进一步推动智能机器的进化，实现自适应的机器控制。根据故障情况，可以直接反向去控制机器。
小记：从头到尾，串起来
从图纸到零件，从制造商到最终客户，从决策者到管理者再到操作者，数字孪生的应用贯穿在整个设备的全生命周期之中。而知识体系，则为高保真、实时互动的数字孪生提供了核心支撑。

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通过数字孪生技术，实现工业知识模型化、模型软件化、软件云端协同化，推动业务流程与机器效率的提升。而在机器之上，还有车间级、企业级和供应链级。不同层次的数字孪生，对应不同的决策判断，从而使得数字化转型可以逐层切入。高保真、实时交互的数字化孪生，成为企业通向数字化转型的重要桥梁。