把厚书读薄,可提高学习效率
把薄书读厚,可增强自学能力
盾构机工作三维可视化
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一、现实的困惑
在不断学习的过程中,本人一直对数字技术的应用很感兴趣,不过也一直存在困惑——数字孪生的意义究竟有多大?
在工厂调研以及与相关工厂技术人员、管理人员、HR等多次交流,也并没有发现数字孪生当前应用的迫切性。
相反还听到不少异议,例如面子工程、领导工程、骗补工程等。确实,走到车间里,如果到处窗明几净,然后墙上大屏幕可视化展现各类数据,感觉挺高大上。不过感觉这不用展示给客户看吧?管理人员也不是在车间踱着步看着墙上屏幕来管理吧?
学校里所谓的数字孪生教学实践、实训场地建设,感觉更是发虚。几百万下去,师生基本用不着
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二、马斯克的启发
最近经常刷到马斯克的星舰发射,全网一片赞誉,尤其是几次失败都引起全球围观。
马斯克的星舰路线创新,仿佛成本不高就成功了,吊打了各国政府性质的宇航机构。
为什么呢?个人觉得不能单纯归于NASA支持,要是很容易,美国宇航局早就自己搞了。
我突然想到,这背后一定有顶尖的数字技术支持,或者大胆的说就是数字孪生类型的技术支持。
马斯克前几次“失败”的发射,实际就是为数字孪生模型采集关键的参数!
模型成功建立后,各类试验就可以在线模拟了,最后再物理实验验证。可以发现马斯克后面全球围观的试验就越来越成功了。夸张的是,筷子一次实验就夹住了。
尤其是这一次筷子实验的一次性成功,坚定了我的上述猜想。
马斯克作为火箭领域的“新人”,没有历史的包袱,勇敢的大量采用数字技术来研发和辅助制造,再通过物理试验验证各类数据,快速迭代数字模型和物理产品,最终才有了今天的成功。
而各国宇航机构,都背负了“需要大量投入,不断通过物理试验,才能构造出真实好产品”这样的历史包袱,毕竟以前数字技术不发达,说不定古早都用过算盘或计算尺。
我们倒不需要去嘲笑这种现象,毕竟这么大投入且高风险的项目,成功的历史经验没有几个人敢大胆抛弃!尤其是官僚性质的机构,中外概莫能外。记得好几年前星舰还没这么火的时候,国内有航天人写的知乎帖子,其中有这么一句话“航空航天领域的改革,除非技术带头人及其第一代学生都死了才有可能”,原话不记得了,大概意思就是这样。
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有了上述的启发,那么我们可以初步来讨论数字孪生技术的应用了。
如果只是为了展示和宣传美化,确实意义不大。
当然
在人机协同工作领域,可视化是非常必要的,可以更好的提高人的工作效率。例如交通指挥、运营调度、协助决策、工艺优化等。
可能加入了人工智能后,会削弱人的作用。但只要人参与进来,可视化的价值就不可忽略!
但是如果我们的需求只到这里,那么只需要有合适的可视化就基本可以了。数字孪生在此应用的性价比就有点低了,低到我们甚至怀疑它的必要性。
2. 产品研发设计、辅助制造
这一方面在工业界算是很早就起步了,所以我们暂时是相对落后的。各类工业级的计算机辅助设计、计算机辅助制造类软件,基本都是国外公司产品占据市场,这里就不举例了。
我想马斯克能胜过全球宇航局,这里面他必然也是遥遥领先。也证明了数字孪生技术在产品研发设计和辅助制造领域的极大用途,而且越逼真其价值越大,甚至某些领域内超过物理试验模型——例如工作过程中材料内部的变化,物理试验未必能观察到,在没有经验的情况下大概率是不会发现的。但在数字模型中是可以主动提示的。
个人觉得这个领域的数字技术要想打败国外对手或者说形成诸侯鼎立的局面,必须另辟蹊跷,除了创新别无它途。
国内嘉立创的设计工具+电商平台模式,本人非常看好。其模式就是充分为设计人员考虑,把后续的制造链服务全部集成了,解决了设计人员打样或者小批量试制的疼点,从而可以扩展到完全制造服务,再反馈到设计工具端,促进更多的人员来使用嘉立创自己的在线设计工具,从而“打败”了其他的设计软件厂商。
这个模式充分利用了我国的电商经验和云计算云服务的技术,从而具有一定的护城河能力——国外厂商想模仿,投入是比较大的。
西门子打造的博图平台也类似这样的带货模式,但是太封闭,还是历史包袱重——自家的设计软件肯定只能服务自家产品了,别家产品要服务存在较大的技术难题并且吃力不讨好。
当然嘉立创这个模式与数字孪生技术没什么关系
我提出的设想是在工业自动化领域,当利用数字孪生软件建立起数字双胞胎后,就可以自动生成对应的工控程序并可以在数字世界中调试,毕竟建立模型的过程中,我们就可以知道PLC控制器以及各类驱动器件、执行器件、传感器件的选型了,还可以知道整个生产线或者设备的工作流程和节拍了。否则建立这个数字孪生模型其性价比就太低了,如前所述。
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总结
数字孪生必须能应用在产品设计或直接性的辅助制造上,否则性价比就很低! ---
教育教学领域就不细讲了,基本都是增加实训资源,增强教学效果,降低教学成本,让学生可以可视化理解,反复性练习......
时间不早了,其他以后再说啦