數字孿生技術在柔性智能制造中的應用
在制造業的發展歷程中，隨著科技的進步和市場的變化，生產模式也在不斷演變。大體而言，制造業的歷史經歷了手工生產、分工生產、流水線生產、柔性生產和智能生產等不同的模式。在21世紀的今天，市場需求日益呈現出多樣化和個性化的特點，柔性生產也逐漸成為了制造業轉型升級的發展趨勢。在這個過程中，數字孿生為柔性制造模式的推廣應用打下了堅實的技術基礎，通過數據驅動虛擬設備，有效實現虛實聯動的目標。
什么是柔性制造？
柔性制造，也被稱為靈活制造，是一種以人的需求為中心，實現資源靈活配置和運用的制造模式。它的核心理念是以市場需求為導向，通過靈活、高效的生產過程來滿足客戶的個性化需求。
柔性制造是工業4.0的發展趨勢
1967年，英國莫林斯公司首次根據威廉森提出的FMS（柔性制造系統）基本概念，研制出了“系統24”。此后，美國的懷特·森斯特蘭公司、日本的發那科公司等制造業巨頭，相繼在60年代末至80年代將柔性制造的概念進一步投入到實踐當中，直接影響到后來豐田汽車、通用電氣、蘋果公司等現代知名企業將柔性制造作為一種核心生產策略。
快速變化的市場需求，要求更加靈活的產線模式
總的來說，柔性制造是一種有別于傳統大規模機械生產的制造方式，其產生背景源于制造業在面對現代市場需求、產品生命周期變短和生產環境不斷變化等挑戰時所面臨的需求和壓力。它也是對傳統剛性生產模式的一種回應，旨在構建具有適應性和靈活性的生產系統，以快速響應市場變化和不斷變化的產品需求。通過引入先進的技術和方法，如自動化、機器人、人工智能等，切實提高生產系統的靈活性和適應性。而在柔性制造應用到的各種技術當中，不得不提到的是數字孿生技術（Digital Twin）。
數字孿生強勢助力柔性制造
數字孿生的核心理念是將物理世界與數字世界相融合，通過創建物理實體的虛擬模型來實時反映其運行狀態。在應對快速變化的市場需求方面，數字孿生技術與柔性生產模式相得益彰，彼此相互契合。這里以宙思科技的研發成果——“吊掛制衣車間數字孿生運營管理平臺”為例，詳細談談數字孿生對柔性生產的助力作用。
從數據獲取的角度而言，數字孿生技術可以追蹤每一個生產單元的實時信息。在“吊掛制衣車間數字孿生運營管理平臺”當中，生產管理人員能利用訂單查詢系統全面了解訂單數據，具體包括各訂單的序列號、衣架號、當前所處工位、當前所處軌道、當前運作狀態等信息?；谶@些數據，數字孿生技術能夠以點帶面，提前發現整條制衣生產線的潛在問題并采取相應的應對措施。這有助于減少生產線停機時間，提高設備的可用性和維護效率，起到降本增效的作用。
從工序呈現的角度而言，數字孿生技術可以將生產流程可視化。在商業領域當中，企業的利潤在很大程度上與品牌形象相掛鉤。一個優良的、“高大上”的企業品牌形象，往往能帶來穩定的訂單來源。在工業4.0時代已全面來臨的今天，信息技術的加持和數字化程度的提高，能為企業的業務拓展起到切實的推動作用。在這個案例當中，我們可以看到，制衣企業通過運用“吊掛制衣車間數字孿生運營管理平臺”，能逼真呈現生產線上的工序流程，以圖像化和視覺化的形式，向客戶傳達企業在生產管理方面的把控能力。
當然，除了實時監測生產數據和生動再現工序流程以外，數字孿生技術還有精細的功能，以適應柔性生產的目標和需求。下面這個案例是宙思科技的另一研發成果——“柔性門業智造線數字孿生系統”的應用場景。
首先，數字孿生技術可以反映整個產區的輸出情況。生產管理人員通過讀取數據看板上的“產線效率”、“產線遷移情況”、“當天工單完成率”、“當班報表”等信息，能實時了解到當天生產是否達標，以及是否有需要根據訂單需求來調整生產供給效率。
其次，對于門業生產線而言，它所使用到的工具，都是規模比較大的智能機器人和數控設備。如何保持這些設備始終處于高效的運作狀態，是關乎到訂單是否能按期完成的核心問題。通過運用數字孿生系統，企業能實時監測到每件生產設備的“健康狀況”，并進行故障排除和處理。生產管理人員通過解讀數據面板上的報警信息，能對斷路器、氣缸傳感器、油缸傳感器、變頻器、傳感器等各項設備的故障情況，進行及時的處理，有效解決設備運維方面的后顧之憂。
再次，數字孿生技術能開啟快速導航模式，對柔性生產系統進行鳥瞰觀察。這個功能，無論是對于門業管理人員把握設備的運作狀況，還是向外展示生產線的規?；潭?，都有著精準和獨特的作用。除了快速導航以外，該系統還提供自動巡檢和人工巡檢等不同的巡檢模式。
結語
數字孿生技術與柔性制造的結合，為企業開啟了全新的發展時代。實時數據監測、智能決策支持、設備健康狀況評估等一系列“量身定做”的功能，為柔性生產模式帶來了更高的效率和更大的靈活性，也為制造業描繪了一個充滿希望的未來。我們有理由相信，在接下來的工業4.0進程中，數字孿生技術將會更加廣泛地應用于制造業當中，成為柔性制造的強勢助力工具！
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