數字孿生能夠為企業(yè)帶來實際價值，創(chuàng)造新的收入來源，并幫助企業(yè)解決重要戰(zhàn)略問題。隨著新技術能力的發(fā)展、靈活性的提升，以及成本的降低，企業(yè)能夠以更少的資金投入在更短的時間內創(chuàng)建數字孿生并產生價值。數字孿生在整個產品生命周期內有多種應用形式，能夠實時解決過去無法解決的問題，創(chuàng)造幾年前幾乎不可想象的價值。真正的問題或許并不在于是否應該著手部署數字孿生，而在于從何開始部署，以在最短時間內獲得最大價值，以及如何在競爭中脫穎而出。
一、數字孿生流程設計與信息要求
創(chuàng)建數字孿生，首先要進行流程設計。應使用標準的流程設計技術來展示業(yè)務流程、流程管理人員、業(yè)務應用程序、信息以及物理資產之間如何進行交互。創(chuàng)建相關圖表，連接生產流程與應用程序、數據需求以及創(chuàng)建數字孿生所需的傳感器信息類型。流程設計將通過多種特性獲得增強，提升成本、時間或資產效益。這些均構成數字孿生的基礎假設，數字孿生的增強效能應于此開始。
二、數字孿生概念體系架構
其次，創(chuàng)建使能技術，整合真實資產及其數字孿生，使傳感器數據與企業(yè)核心系統(tǒng)中的運營和交易信息實現(xiàn)實時流動。數字孿生概念體系架構可分為更易于理解的六大步驟：
1.創(chuàng)建：創(chuàng)建步驟包括給物理過程配備大量傳感器，以檢測獲取物理過程及其環(huán)境的關鍵數據。傳感器檢測的數據利用編碼器轉換為受保護的數字訊息，并傳輸至數字孿生。傳感器的信號可利用制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)、CAD模型以及供應鏈系統(tǒng)的流程導向型信息進行增強。這可為數字孿生提供大量持續(xù)更新的數據用以分析。
2.傳輸：傳輸步驟有助于實現(xiàn)流程和數字平臺之間進行無縫、實時的雙向整合/互聯(lián)。網絡傳輸是促使數字孿生成為現(xiàn)實的重大變革之一，包含三大組成部分：
1)邊緣處理：邊緣接口連接傳感器和流程歷史數據庫，在近源處處理其發(fā)出的信號和數據，并將數據傳輸至平臺。這有助于將專有協(xié)議轉換為更易于理解的數據格式，并減少網絡傳輸量。
2)傳輸接口：傳輸接口將傳感器功能獲取的信息轉移至整合職能。
3)邊緣安全：最常用的安全措施包括采用防火墻、應用程序密鑰、加密以及設備證書等。
3.聚合：聚合步驟可支持將獲得的數據存入數據儲存庫中，并進行處理以備用于分析。數據聚合及處理均可在現(xiàn)場或云端完成。
4.分析：在分析步驟，將數據進行分析并作可視化處理。數據科學家和分析人員可利用先進的數據分析平臺和技術，開發(fā)迭代模型，發(fā)掘洞見，提出建議，并引導決策過程。
5.洞見：洞見步驟中，分析工具發(fā)掘的洞見將通過儀表板中的可視化圖表列示，以一個或以上的維度突出顯示數字孿生模型和物理世界類比物性能中不可接受的差異，標明可能需要調查或更換的區(qū)域。
6.行動：行動步驟是指之前幾個步驟形成的可執(zhí)行洞見反饋至物理資產和數字流程，實現(xiàn)數字孿生的作用。洞見經過解碼后，進入資產流程上負責移動或控制機制的促動器，或在管控供應鏈和訂單行為的后端系統(tǒng)中更新——這些均可進行人工干預。這個互動完成了物理世界與數字孿生之間的閉環(huán)連接的最后一環(huán)。
需要注意的是，上述概念體系架構的設計應具備分析、處理、傳感器數量和信息等方面的靈活性和可擴展性。這樣，該架構便能在持續(xù)甚至指數級變化的市場環(huán)境中快速發(fā)展。
打造數字孿生流程時，一項重大挑戰(zhàn)在于確定數字孿生模型的最優(yōu)方案。過于簡單的模型無法實現(xiàn)數字孿生的預期價值，如果過于追求速度與廣泛的覆蓋面，則必將迷失在海量傳感器、傳感信號以及構建模型必需的各種技術之中。因此，過于簡單或過于復雜的模型都將讓企業(yè)裹足不前。圖2提供了一個復雜程度適中的模型示例。
設想可能性。設想并選出數字孿生可產生收益的系列方案。雖然不同企業(yè)或不同環(huán)境下，適用方案會有所不同，但通常都具備以下兩大重要特點：
所設想的產品或生產流程對企業(yè)彌足珍貴，因此須投資創(chuàng)建數字孿生。
存在一些尚不明朗的未知流程或產品問題，有望為客戶或企業(yè)創(chuàng)造價值。
方案選定后，對每個方案進行評估，以確定可運用數字孿生快速獲得收效的流程。建議集中召開構思會議，由運營、業(yè)務及技術領導層成員共同推進評估過程。
確定流程。接下來，確定潛在價值最高且成功概率最大的數字孿生試用模型。綜合考慮運營、商業(yè)、組織變革管理因素，以打造最佳試運行方案。與此同時，重點關注有望擴大設備、選址或技術規(guī)模的領域。
試運行項目。通過敏捷迭代周期，迅速投入試運行，以加速學習進程，有效管理風險，并實現(xiàn)投資收益最大化。推進試行項目的過程中，實施團隊應隨時隨刻強調適應性與開放式思維，打造一個未可知的開放式生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可順時應勢，整合新數據(結構化及非結構化)，并接納新的技術與合作伙伴。
實現(xiàn)流程工業(yè)化。試運行有所斬獲后，可立即運用現(xiàn)有工具、技術與腳本，將數字孿生開發(fā)與部署流程工業(yè)化。這一過程包括對企業(yè)各種零散的實施過程進行整合，實施數據湖，提升績效與生產率，改善治理與數據標準，以及推進組織結構變革，從而為數字孿生提供支持。
擴大數字孿生規(guī)模。成功實現(xiàn)工業(yè)化后，應重點把握機會擴大數字孿生規(guī)模。目標應當鎖定相近流程以及與試運行項目相關的流程。借鑒試運行經驗，并采用試運行期間使用的工具、技術以及腳本，快速擴大規(guī)模。
監(jiān)控與檢測。對解決方案進行監(jiān)控，以客觀檢測數字孿生所創(chuàng)造的價值。確定循環(huán)周期內是否可產生切實收益，提升生產率、質量、利用率，降低偶發(fā)事件以及成本。反復調試數字孿生流程，觀察結果，以確定最佳配置方案。
更為重要的是，與傳統(tǒng)項目不同，數字孿生并不會在有所收效后戛然而止。要長期在市場占據獨特優(yōu)勢，企業(yè)應不斷在新的業(yè)務領域再次進行嘗試。
總而言之，能否在數字孿生創(chuàng)建之初收獲成功，取決于是否有能力制定并推進數字孿生計劃，同時確保其持續(xù)協(xié)助企業(yè)提升價值。為了實現(xiàn)這一目標，企業(yè)須將數字化技術與數字孿生滲透至整個組織結構，涵蓋研發(fā)與銷售，并運用數字孿生改變企業(yè)的業(yè)務模式及決策過程，從而源源不斷地為企業(yè)開創(chuàng)新的收入來源。
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