1, Tehnična izvedljivost: temelj natančnega kartiranja v celotnem življenjskem ciklu
(1) Visoko natančna zmogljivost modeliranja
Digitalni dvojček doseže dvojno preslikavo geometrijskih in fizičnih značilnosti kalupa s simulacijo več fizikalne sklopitve. Če za primer vzamemo Siemens Industrial Digital Factory, njegov digitalni dvojni model kalupa združuje toplotno prevodnost, dinamiko tekočin in simulacijo strukturne mehanike ter lahko napove napako porazdelitve temperature kalupne votline s toleranco manj kot ali enako ± 2 stopinji, natančnost napovedi deformacije pa doseže raven 0,01 mm. Ta natančnost daleč presega tradicionalno simulacijo CAE in zagotavlja kvantitativno osnovo za optimizacijo površine kalupa.
Kar zadeva simulacijo zmogljivosti materiala, Huaweijeva platforma za virtualno testiranje opreme 5G uporablja tehnologijo digitalnih dvojčkov za simulacijo elektromagnetnega toplotnega spajanja visoko-frekvenčnih substratnih materialov, pri čemer nadzoruje napako napovedi stopnje slabljenja signala znotraj 3 % in znatno zmanjša stroške fizičnega testiranja. Ta zmožnost je uporabna tudi za napovedovanje življenjske dobe kalupnega jekla ob utrujenosti in lahko vnaprej določi lokacijo začetka razpoke s simulacijo ravni zrn.
(2) Mehanizem, ki temelji na-podatkih v realnem času
S popularizacijo industrijskega interneta stvari je sinhronizacija fizičnih in virtualnih modelov kalupov postala resničnost. Platforma "Video Twin" podjetja Beijing Zhihui Yunzhou je namestila več kot 500 senzorjev, da bi dosegla milisekundno zbiranje parametrov, kot so temperatura kalupa, tlak in vibracije, z zakasnitvijo podatkov manj kot 50 ms. Ta-zmogljivost v realnem času omogoča virtualnim modelom, da dinamično odražajo stanje delovanja kalupov, kar zagotavlja osnovo za nadzor-zanke.
Na področju brizgalnih kalupov sistem virtualnih dvojčkov inteligentnih vozil General Motors izboljša natančnost nadzora pretoka hladilne vode na ± 0,5 L/min s povratnimi-časovnimi podatkovnimi povratnimi informacijami, s čimer zmanjša deformacijo zvijanja izdelka za 40 %. Ta-zmožnost nadzora v realnem času je enako kritična pri-kalupih za tlačno litje, saj lahko dinamično prilagaja krivuljo tlaka prek podatkov senzorja tlaka, da se izogne hitrim napakam.
(3) Razširljivost in interdisciplinarna integracija
Modularna arhitektura tehnologije digitalnih dvojčkov podpira širitev s posameznih kalupov na celotno proizvodno linijo. Digitalna dvojna platforma, ki jo je zgradilo določeno avtomobilsko podjetje za kalupe, združuje virtualne modele 12 vrst opreme, vključno z oblikovanjem kalupov, stroji za brizganje in robotskimi rokami, ter dosega interoperabilnost podatkov prek protokola OPC UA. Ta zmožnost integracije poveča učinkovitost optimizacije procesnih parametrov za trikrat in zmanjša število poskusnih kalupov za 60 %.
Z vidika interdisciplinarnega povezovanja je kombinacija digitalnih dvojčkov in umetne inteligence povzročila samooptimizirajoče modele. Digitalni dvojni sistem AI, ki ga je razvilo določeno elektronsko podjetje 3C, analizira pretekle proizvodne podatke z algoritmi za globoko učenje, samodejno ustvari optimalen načrt razporeditve tokokroga hladilne vode in podaljša življenjsko dobo kalupa s 300.000-krat na 1,2-milijonkrat, s čimer preveri izvedljivost tehnološke integracije.
2, Ekonomska izvedljivost: kvantitativni dokazi o zmanjšanju stroškov in izboljšanju učinkovitosti
(1) Razvojni cikel in optimizacija stroškov
Digitalna dvojna tehnologija lahko bistveno skrajša razvojni cikel plesni. Določeno podjetje za gospodinjske aparate je skrajšalo čas spletnega odpravljanja napak kalupov z 72 ur na 18 ur in skrajšalo cikel načrtovanja s 6 mesecev na 3 mesece s tehnologijo virtualnega odpravljanja napak. To izboljšanje učinkovitosti se neposredno prevede v prihranke pri stroških, kar zmanjša razvojne stroške enega kompleta kalupov za 28 %.
Z vidika stroškov poskusov in napak se funkcija virtualnega preverjanja digitalnih dvojčkov izogne ponavljajočim se spremembam fizičnih kalupov. Določeno podjetje za medicinsko opremo je izvedlo več kot 1000 virtualnih preskusov kalupov prek digitalne dvojne platforme, zmanjšalo število fizičnih preskusov kalupov s 15 na 3, zmanjšalo materialne odpadke za 80 % in ustrezne prihranke stroškov v višini več kot 2 milijona juanov.
(2) Stroški delovanja in vzdrževanja ter izboljšanje kakovosti
Zmožnost predvidljivega vzdrževanja digitalnih dvojčkov lahko znatno zmanjša tveganje izpada orodja. Določeno podjetje za avtomobilske dele je z uvedbo digitalnega dvojnega sistema povečalo natančnost napovedi okvare kalupa na 92 %, zmanjšalo nenačrtovane izpade za 75 % in znižalo letne stroške vzdrževanja za 40 %. Ta prednost je pomembnejša pri natančnih kalupih. Določeno podjetje za optične leče je zmanjšalo pogostost vzdrževanja kalupov z dvakrat mesečno na enkrat na četrtletje z digitalnim dvojnim nadzorom.
Kar zadeva kakovost izdelka, lahko digitalni dvojčki znatno zmanjšajo stopnjo napak z optimizacijo procesnih parametrov. Podjetje za potrošniško elektroniko je optimiziralo svoj postopek brizganja prek digitalne dvojne platforme, zmanjšalo stopnjo napak pri krčenju površine svojih izdelkov z 8 % na 1,2 % in zmanjšalo letne izgube kakovosti za 15 milijonov juanov. To izboljšanje kakovosti neposredno pomeni povečanje zadovoljstva strank. Določen proizvajalec avtomobilov je vključil dobaviteljevo stopnjo okvar plesni v sistem ocenjevanja s tehnologijo digitalnega dvojčka, s čimer spodbuja splošno raven kakovosti dobavne verige.
(3) Poslovne priložnosti in širitev trga
Tehnologija digitalnih dvojčkov je odprla nove poslovne modele podjetjem, ki se ukvarjajo s proizvodnjo kalupov. Določeno podjetje za kalupe je povečalo svoj letni prihodek od storitev s 5 % na 20 % z izgradnjo platforme digitalnih dvojnih storitev, da bi strankam zagotovilo-storitve z dodano vrednostjo, kot sta nadzor na daljavo in optimizacija procesov. Ta preobrazba je podjetju omogočila nadgradnjo iz enega samega dobavitelja kalupov v ponudnika inteligentnih proizvodnih rešitev, kar je znatno povečalo njegovo konkurenčnost na trgu.
V globalni konkurenci je tehnologija digitalnih dvojčkov postala močno orodje za podjetja, ki se ukvarjajo s plesni, za sodelovanje v mednarodni konkurenci. Kitajsko podjetje za kalupe je doseglo-sodelujoče načrtovanje z nemškimi strankami v realnem času s tehnologijo digitalnega dvojčka, s čimer je skrajšalo dobavni cikel-čezmejnih projektov za 40 % in uspešno vstopilo na-trg avtomobilskih kalupov višjega cenovnega razreda, pri čemer se je letni obseg izvoza povečal za trikrat.
3, Industrijska izvedljivost: sinergijski zagon politik, trgov in ekologije
(1) Podpora politiki in standardna konstrukcija
Made in China 2025 izrecno navaja digitalnega dvojčka kot ključno tehnologijo za inteligentno proizvodnjo, Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo pa v »Razvojnem načrtu za inteligentno proizvodnjo« predlaga doseganje več kot 60-odstotne prodornosti digitalnega dvojčka v ključnih panogah do leta 2025. Ta politična usmeritev zagotavlja jasno pot za digitalno preobrazbo industrije plesni, lokalne vlade pa spodbujajo uporaba tehnologije digitalnih dvojčkov v podjetjih s subvencijami, davki spodbude in drugi ukrepi.
Kar zadeva konstrukcijo standardov, je National Industrial Internet Industry Alliance izdalo tri skupinske standarde, vključno s splošnimi zahtevami za digitalni dvojni sistem kalupov, ki pokrivajo ključna področja, kot so podatkovni vmesnik, natančnost modela, varnostna zaščita itd. Ti standardi postavljajo temelje za interoperabilnost in-uporabo digitalnih dvojnih sistemov za kalupe.
(2) Tržno povpraševanje in industrijska nadgradnja
S hitrim razvojem panog, kot so avtomobilska lahka industrija, komunikacija 5G in medicinske naprave, se zahteve po natančnosti in kompleksnosti kalupov vse bolj povečujejo. Kalup za baterijski pladenj, ki ga je razvilo določeno podjetje za nova energetska vozila, zahteva natančnost votline ± 0,005 mm, česar ni mogoče doseči s tradicionalnimi razvojnimi metodami. Tehnologija digitalnega dvojčka je uspešno dosegla ta tehnološki preboj s simulacijo mikrometrskega nivoja in-nadzorom v realnem-času, kar spodbuja vrhunski-razvoj industrije kalupov.
V smislu industrijske nadgradnje je tehnologija digitalnih dvojčkov spodbudila integracijo proizvodnje kalupov in storitev. Določeno podjetje za kalupe je doseglo celotno digitalizacijo verige od načrtovanja kalupov, proizvodnje do po-prodajnih storitev z izgradnjo digitalne dvojne platforme. Stranke si lahko ogledajo-napredek proizvodnje v realnem času in stanje delovanja kalupov prek APP. Ta pregledna storitev je povečala privlačnost strank in tržni delež podjetja se je povečal za 15 % letno.
(3) Ekološka gradnja in gojenje talentov
Popularizacija tehnologije digitalnih dvojčkov zahteva izgradnjo popolnega industrijskega ekosistema. Določen grozd industrije kalupov je integriral več kot 20 podjetij, vključno s prodajalci programske opreme CAD/CAE, dobavitelji senzorjev in sistemskimi integratorji, z izgradnjo digitalnega dvojnega inovacijskega centra, ki tvori celotno storitveno verigo od zbiranja podatkov do optimizacije modela. Ta ekološka konstrukcija omogoča malim in srednjim-podjetjem uporabo tehnologije digitalnih dvojčkov po nizki ceni, kar spodbuja splošno raven industrije.
Kar zadeva gojenje talentov, je sodelovalni izobraževalni model med univerzami in podjetji pokazal prve rezultate. Določena univerza je sklenila partnerstvo s podjetjem za izdelavo kalupov, da bi ustanovila smer »Digital Twin Engineering«, katere cilj je gojiti sestavljene talente, ki razumejo tako tehnologijo kalupov kot digitalno tehnologijo s projektnim-poučevanjem. Stopnja zaposlenosti diplomantov je dosegla 100 %, stopnja zadovoljstva podjetij pa je presegla 90 %. Ta ponudba talentov zagotavlja jamstvo za nenehne inovacije tehnologije digitalnih dvojčkov.
