1, Technická proveditelnost: základní kámen přesného mapování v průběhu celého životního cyklu
(1) Možnost vysoce přesného modelování
Digitální dvojče dosahuje dvojího mapování geometrických a fyzikálních charakteristik formy prostřednictvím simulace multifyzikálního propojení. Vezmeme-li příklad společnosti Siemens Industrial Digital Factory, její digitální model dvojčete formy integruje tepelnou vodivost, dynamiku tekutin a simulaci strukturální mechaniky a dokáže předpovídat chybu rozložení teploty v dutině formy s tolerancí menší nebo rovnou ± 2 stupně a přesnost předpovědi deformace dosahuje úrovně 0,01 mm. Tato přesnost daleko převyšuje tradiční simulaci CAE a poskytuje kvantitativní základ pro optimalizaci povrchu formy.
Pokud jde o simulaci materiálového výkonu, virtuální testovací platforma zařízení 5G společnosti Huawei používá technologii digitálního dvojčete k simulaci elektromagnetického tepelného spojení vysokofrekvenčních substrátových materiálů, čímž kontroluje chybu předpovědi míry útlumu signálu do 3 % a výrazně snižuje náklady na fyzické testování. Tato schopnost je také použitelná pro předpovídání únavové životnosti formovací oceli a může předem identifikovat místo iniciace trhliny pomocí simulace úrovně zrna.
(2) Mechanismus-řízený daty v reálném čase
Díky popularizaci průmyslového internetu věcí se synchronizace fyzických a virtuálních modelů forem stala skutečností. Platforma „Video Twin“ v Pekingu Zhihui Yunzhou nasadila více než 500 senzorů k dosažení sběru parametrů na úrovni milisekund, jako je teplota formy, tlak a vibrace, se zpožděním dat menším než 50 ms. Tato-schopnost v reálném čase umožňuje virtuálním modelům dynamicky odrážet provozní stav forem a poskytuje základ pro řízení v uzavřeném-cyklu.
V oblasti vstřikovacích forem zlepšuje inteligentní systém virtuálního dvojčete vozidel společnosti General Motors přesnost řízení průtoku chladicí vody na ± 0,5 l/min prostřednictvím zpětné vazby dat v reálném čase-, čímž snižuje deformaci produktu o 40 %. Tato-schopnost řízení v reálném čase je stejně kritická u forem pro tlakové lití-, protože dokáže dynamicky upravovat tlakovou křivku pomocí údajů tlakového senzoru, aby se předešlo závadám způsobeným bleskem.
(3) Škálovatelnost a interdisciplinární integrace
Modulární architektura technologie digitálního dvojčete podporuje expanzi z jednotlivých forem na celou výrobní linku. Platforma digitálního dvojčete vytvořená jistým podnikem vyrábějícím automobilové formy integruje virtuální modely 12 typů zařízení, včetně návrhu forem, vstřikovacích lisů a robotických ramen, a dosahuje datové interoperability prostřednictvím protokolu OPC UA. Tato integrační schopnost trojnásobně zvyšuje efektivitu optimalizace procesních parametrů a snižuje počet zkušebních forem o 60 %.
Pokud jde o interdisciplinární integraci, kombinace digitálních dvojčat a umělé inteligence dala vzniknout samooptimalizačním formám. Systém digitálního dvojčete AI vyvinutý jistým elektronickým podnikem 3C analyzuje historická výrobní data pomocí algoritmů hlubokého učení, automaticky generuje optimální plán uspořádání okruhu chladicí vody a prodlužuje životnost formy z 300 000krát na 1,2 milionkrát, čímž ověřuje proveditelnost technologické integrace.
2, Ekonomická proveditelnost: kvantitativní důkazy o snížení nákladů a zlepšení efektivity
(1) Vývojový cyklus a optimalizace nákladů
Technologie digitálního dvojčete může výrazně zkrátit cyklus vývoje formy. Jistý podnik zabývající se domácími spotřebiči zkrátil dobu online ladění forem ze 72 hodin na 18 hodin a zkrátil cyklus návrhu ze 6 měsíců na 3 měsíce pomocí technologie virtuálního ladění. Toto zlepšení efektivity se přímo promítá do úspory nákladů a snižuje náklady na vývoj jedné sady forem o 28 %.
Pokud jde o náklady na pokusy a omyly, funkce virtuálního ověřování digitálních dvojčat se vyhýbá opakovaným úpravám fyzických forem. Jistý podnik zabývající se zdravotnickým vybavením provedl přes 1000 zkoušek virtuálních forem prostřednictvím platformy digitálního dvojčete, čímž snížil počet fyzických zkoušek forem z 15 na 3, snížil plýtvání materiálem o 80 % a odpovídající úspory nákladů ve výši více než 2 milionů juanů.
(2) Náklady na provoz a údržbu a zlepšování kvality
Schopnost prediktivní údržby digitálních dvojčat může významně snížit riziko prostojů forem. Jistá společnost vyrábějící automobilové díly zvýšila přesnost předpovědi selhání formy na 92 %, snížila neplánované prostoje o 75 % a snížila roční náklady na údržbu o 40 % nasazením systému digitálního dvojčete. Tato výhoda je významnější u přesných forem. Jistá společnost zabývající se optickými čočkami snížila frekvenci údržby forem z dvakrát měsíčně na jednou za čtvrt roku prostřednictvím digitálního sledování dvojčat.
Pokud jde o kvalitu produktu, digitální dvojčata mohou výrazně snížit míru vad prostřednictvím optimalizace procesních parametrů. Společnost zabývající se spotřební elektronikou optimalizovala svůj proces vstřikování pomocí platformy digitálního dvojčete, čímž snížila míru defektů způsobených povrchovým smrštěním svých produktů z 8 % na 1,2 % a snížila roční ztráty na kvalitě o 15 milionů juanů. Toto zlepšení kvality se přímo promítá do zvýšení spokojenosti zákazníků. Jistý výrobce automobilů začlenil míru vad plísní dodavatele do systému hodnocení prostřednictvím technologie digitálního dvojčete, čímž podpořil celkovou úroveň kvality dodavatelského řetězce.
(3) Obchodní příležitosti a expanze trhu
Technologie digitálního dvojčete otevřela nové obchodní modely pro společnosti vyrábějící formy. Jistý podnik v oblasti forem zvýšil své roční příjmy ze služeb z 5 % na 20 % vybudováním platformy služeb digitálního dvojčete, která zákazníkům poskytuje-služby s přidanou hodnotou, jako je vzdálené monitorování a optimalizace procesů. Tato transformace umožnila podniku přejít z jediného dodavatele forem na poskytovatele inteligentních výrobních řešení, což výrazně zvýšilo jeho konkurenceschopnost na trhu.
V celosvětové konkurenci se technologie digitálního dvojčete stala pro společnosti vyrábějící formy mocným nástrojem k účasti v mezinárodní konkurenci. Čínská společnost vyrábějící formy dosáhla v reálném čase-spolupráce s německými zákazníky prostřednictvím technologie digitálního dvojčete, čímž zkrátila dodací cyklus přeshraničních projektů-o 40 % a úspěšně vstoupila na špičkový-trh automobilových forem, přičemž roční objem vývozu vzrostl trojnásobně.
3, Průmyslová proveditelnost: synergický pohon politik, trhů a ekologie
(1) Podpora politiky a standardní konstrukce
Made in China 2025 výslovně uvádí digitální dvojče jako klíčovou technologii pro inteligentní výrobu a „Vývojový plán pro inteligentní výrobu“ ministerstva průmyslu a informačních technologií navrhuje dosáhnout do roku 2025 míry pronikání digitálních dvojčat v klíčových odvětvích přes 60 %. Tato politická orientace poskytuje jasnou cestu pro digitální transformaci odvětví výroby forem a místní vlády podporují používání technologií digitálních dvojčat, daňových pobídek a dotací prostřednictvím dalších opatření pro podniky.
Pokud jde o standardní konstrukci, National Industrial Internet Industry Alliance vydala tři skupinové standardy, včetně obecných požadavků na systém digitálního dvojčete formy, pokrývající klíčové oblasti, jako je datové rozhraní, přesnost modelu, ochrana zabezpečení atd. Tyto standardy pokládají základ pro interoperabilitu a rozsáhlé-aplikace systémů digitálního dvojčete pro formy.
(2) Tržní poptávka a průmyslová modernizace
S rychlým rozvojem průmyslových odvětví, jako je odlehčení automobilů, komunikace 5G a lékařská zařízení, se požadavky na přesnost a složitost forem stále zvyšují. Forma pro bateriovou vanu vyvinutá jistým novým podnikem energetických vozidel vyžaduje přesnost dutiny ± 0,005 mm, kterou nelze splnit tradičními vývojovými metodami. Technologie digitálního dvojčete úspěšně dosáhla tohoto technologického průlomu prostřednictvím mikrometrové simulace na úrovni a-řízení v reálném čase, což podporuje špičkový-vývoj v oblasti výroby forem.
Pokud jde o průmyslovou modernizaci, technologie digitálního dvojčete podpořila integraci výroby forem a služeb. Jistá společnost vyrábějící formy dosáhla úplné digitalizace řetězce od návrhu forem, výroby až po poprodejní-servis vytvořením platformy digitálního dvojčete. Zákazníci mohou prostřednictvím aplikace APP sledovat-průběh výroby a provozní stav forem. Tato transparentní služba zvýšila přilnavost zákazníků a tržní podíl společnosti se každoročně zvýšil o 15 %.
(3) Ekologická výstavba a kultivace talentů
Popularizace technologie digitálního dvojčete vyžaduje vybudování kompletního průmyslového ekosystému. Jistý klastr v odvětví výroby forem integroval více než 20 podniků včetně dodavatelů softwaru CAD/CAE, dodavatelů senzorů a systémových integrátorů prostřednictvím výstavby inovačního centra digitálního dvojčete, které tvoří kompletní řetězec služeb od sběru dat po optimalizaci modelu. Tato ekologická konstrukce umožňuje malým a středním-podnikům používat technologii digitálního dvojčete za nízkou cenu, čímž podporuje celkovou úroveň tohoto odvětví.
Pokud jde o kultivaci talentů, model vzdělávání založeného na spolupráci mezi univerzitami a podniky přinesl první výsledky. Jistá univerzita uzavřela partnerství se společností vyrábějící formy, aby založila obor „Digital Twin Engineering“, jehož cílem je kultivovat talenty z kompozitních materiálů, kteří rozumí technologii forem i digitální technologii prostřednictvím projektové-výuky. Míra zaměstnanosti absolventů dosáhla 100 %, spokojenost podniků přesáhla 90 %. Tato nabídka talentů poskytuje záruku neustálé inovace technologie digitálního dvojčete.
