概述
近年来出现了多种技术，有助于推动智能制造和工业物联网的发展。其中包括高级分析、人工智能(AI)和机器学习(ML)、作战智能、高级机器人、网络物理系统和增材制造的生成设计。ARC咨询集团表示，尽管这些技术正在改变当今制造业的面貌
研究表明，工业物联网、互联智能资产，尤其是数字双胞胎，对企业实施智能制造技术的方式产生了最直接、最重要的影响。
围绕数字双胞胎的基本概念已经被定义，框架已经建立，并随着技术的进步和更明确的业务目标而不断发展。这些好处已经得到评估和验证，行业现在正进入实施阶段。
如今，生产工程师正在将虚拟工程模型与物理设备相结合，从而提高设备的操作性能，并对设备进行预测性维护。此外，由于虚拟仿真建模和数字双胞胎开发平台等使能技术的进步和发展，我们看到数字双胞胎的实施及其相关效益得到了新的关注。使用代表产品和生产系统的数字双胞胎，制造商可以减少与组装、安装和验证工厂生产系统相关的时间和成本。此外，为资产管理实施数字双胞胎通常可以为维护现场设备提供可量化的好处。
数字双胞胎是如何实现的
生产系统的数字双胞胎的一个组成部分是现实世界产品、资产和过程的虚拟模型。虚拟建模为制造工程师提供了同时或分别对虚拟和物理进行模拟和建模的能力。这种数字孪生系统建模方法使他们能够理解整个制造生态系统中资产和生产系统的整体性质。此外，我们看到供应商提供的强大的数字双胞胎开发工具的出现，将使制造商能够准确地了解他们的工厂系统和设备的功能，并使他们能够做出决定，通过人类和人工智能提高性能和产品质量。
数字双胞胎可以应用于三个不同领域的离散制造生态系统:产品、生产和性能。
产品数码双胎的使用，使更有效的设计，并改善产品。在某些情况下，产品是生产系统中使用的实际设备和资产。虚拟仿真建模可以验证产品性能，同时模拟产品当前在物理环境中的行为。这为产品开发人员提供了一个物理-虚拟连接，允许他们分析产品在各种条件下的性能，并在虚拟设计模型中进行更改，以确保物理产品在现场将按照设计的性能运行。这就消除了对物理原型的需要，并减少了开发时间。
生产数字双胞胎应用于制造和生产计划。在实体生产设备和工作单元投入实际生产之前，它们可以帮助验证生产过程在车间的执行情况。今天，生产自动化的虚拟调试——一种成熟的技术和过程——正在与范围更广的数字双胞胎融合。虚拟调试通常是自动化生产系统的一次性验证。相比之下，数字双胞胎代表了实时进行的持续分析和优化过程。通过使用数字双胞胎模拟生产过程，并分析整个数字线程的物理事件，制造商可以创建一个在各种条件下保持高效的生产环境。
性能数字双胞胎用于捕获、分析和操作操作数据。在开发和实现数字双胞胎时，一个重要的初始步骤是确定代表物理组件的产品、资产或生产设备的确切操作配置。在实现时，公司需要在数字孪生配置中包含上下文。为了有效地进行预测分析或工业物联网，需要了解资产和系统的上下文(物理配置)，从而确切地知道需要什么来收集相关的运营和性能数据。实现任何数字双胞胎项目的公司都应该从捕获和管理资产的实际物理配置开始。
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关键词:数字孪生，智能制造，工业物联网，运营智能，环境，信息物理系统，互操作性，基于模型的系统，ARC咨询组