王明芬 2019-12-09发布 阅读:959次 ⋅ 数字孪生体  工业4.0研究院  ANSYS   ⋅

导读:早在2017年,ANSYS启动了数字孪生体战略,重构了其产品及解决方案。本文是ANSYS总裁Ajei Gopal撰写的介绍文章。工业4.0研究院翻译全文,供行业人士参考。

我们已经进入模拟仿真的新时代。将运行中的产品生成的实时操作数据与其有关的数字化信息相结合,可实现数字孪生体(Digital Twin),并有望将模拟仿真带入一个新时代。

40多年来,工程模拟仿真帮助世界各地的产品开发团队进行颠覆性创新、加速产品发布,并降低与设计和开发相关的成本。要创造高度工程化产品,虽然其过程从来都不容易,但今天的产品开发组织面临着40年前无法想象的巨大挑战。

如今,产品形态越来越复杂,已具有智能化的功能和更多嵌入式软件。我们在设计空间中操作颠覆性的产品,也是前所未有的探索。这些产品有望在更极端的物理条件下运行。

消费者要求力度更大、更频繁的创新,并且产品价格要合理。在某些情况下,客户的需求不再是一件产品,例如像风力涡轮机这样的机器;而是直接提出一个结果,想达到多少千瓦时的发电量。

值得庆幸的是,仿真技术的进步为这些日益增长的挑战提供了答案。

近年来,仿真软件在深度和广度上都有所扩展,支持使用集成仿真平台对多种物理作用力(电磁力、结构力和流体力)以及嵌入式软件和系统进行建模。

半导体如今也可以通过仿真进行设计,用的是全芯片封装系统模型,以便在原型制作和签核之前就早早发现缺陷。

算力的提高和云服务的到来导致了高性能计算(HPC)能力的出现,它可以简化和加速乃至最大规模的模拟仿真,并使全球范围内不同的工程团队能够进行协作。

数字原型和数字探索比以往任何时候都更容易、更快速地应用。但是这个探索和进步并没有就此结束。

物联网带来了IT技术和实用的成本模型,可以在大量产品上安装传感器并传输大量的实时生产数据。物联网软件平台的出现,让实时运营数据能够与一个组织内某个特定产品的所有数字信息相集成。这使得数字孪生体得以实现。

模拟仿真是充分实现数字孪生体所蕴含巨大价值的唯一途径。

现场产品性能数据(及其它相关信息)可以与工程模拟仿真的结果合并,以预测该产品在其运营环境中的未来性能。例如,这种预测能力可以优化维护计划、减少资产的计划外停机时间,并显著提高运行性能。

然而,数字孪生体有更重要的战略优势:产品开发团队可以通过孪生体直接将其见解洞察应用到正在进行的产品开发工作当中。未来的产品或工艺可以使用新材料、设计成新特性和新外观,通过数字孪生工艺直接解决识别到的任何问题或缺陷。数字孪生体有望从根本上加速新产品的创新和引入。

目前,先进的企业已经在使用数字孪生体技术了,它代表了许多行业的未来。

不断增长的产品复杂度促使数字原型和数字探索的应用,扩展了设计空间。并且数字孪生技术的出现推动了仿真的使用及其与运营产品的联系。

我们正处于一个新时代的风口浪尖,这个时代将带领我们超越模拟仿真驱动的产品开发,转向模拟仿真驱动的工程应用。

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