工程数字孪生

        数字孪生有多种，哪种数字孪生对于项目最有意义？如果在网上搜索数字孪生，很快就会发现有许多不同版本的数字孪生——从基于传感器数据采集，在生产后创建的模型，到连接基于物理设备的孪生模型。了解自己所需要什么样的数字孪生这非常重要，这样才可以从数字孪生技术获得所期望的项目价值成果。

在仿真中考虑的数字孪生，是在实际产品存在之前创建的虚拟模型。这些数字孪生可以基于不同类型的仿真技术，而每种类型的数字孪生都有关于对自动化领域的专业技术理解。无论项目需要哪种类型，它们的共同的优点是——不需要耗费物理模型成本就可以解决问题，用户可以节省大量时间和资金投入。通过与物理产品测试进行比较，数字孪生可以显著减少物理模型成本与风险，无需担心硬件损坏即可轻松测试设备，并通过仿真分析优化找到提高生产效率的方法决策。

下现这张图说明了工程数字孪生的不同应用层次。

设备级数字孪生

       当把生产范围缩小一点，来看看设备级的数字孪生。这些数字孪生可以使用高度准确的设备的动力学模拟数据，包括机械、电气、液压等行为。如果用户是从事新设备的开发工作，这样的数字孪生就是为设备开发所需而设计的。这样的数字孪生将为用户提供许多创新能力，加快开发速度，并在性能要求提高时可以控制成本。这些数字孪生是就是用户真正看到的设备级虚拟调试好处所需的孪生。

      可以使用设备级数字孪生执行以下任务：

电机和机构尺寸调整 - 使用对机器负载进行高保真仿真，您可以找到电机和其他机构的确切要求。 最大安全吞吐量 - 而不是冒着设备物理损坏的风险，用户可以测试给定设备设计和工作周期的最大吞吐量。 设备级控制器测试 - 通过将您的代码与这些逼真的虚拟模型（虚拟调试）进行测试，找到最佳的机器控制策略。 如果这些类型的数字孪生适合项目需求，可以选择MapleSim等仿真工具。

零件级数字孪生

       最底层的就是非常具有具体针对性的零件或材料级的数字孪生。这种类型的数字孪生利用材料特征对部件的实际性能进行复杂的、资源密集型的模拟仿真，以模拟它们在操作过程中对应力和应变的响应。它们旨在揭示在不同行业中处理或加工过程中某些流体材料的行为方式。

使用零件或材料级数字孪生有以下应用场景：

        材料变形 - 在各种应力下测试零件，模拟其可能的变形或故障。 有限元分析（FEA）/ 计算流体力学（CFD）- 这两种强大的仿真技术可在三维空间中模拟材料（有限元分析）或流体的行为（计算流体力学）。 零件设计 - 找到满足更大设备要求的零件最佳设计，包括尺寸、厚度以及其他影响零件材料质量价值的因素。

如果在应用需要这些类型的数字孪生，可考虑使用类似于FEA/CFD等工具。

MapleSim建立设备级数字孪生

       在工业创新中，数字孪生在设计过程中提供了无限创新的可能性。MapleSim为设备和工程创新系统工程人员提供一个虚拟环境用于设计、测试、监控、诊断，并且还可以用于开发扩展现实（增强现实、虚拟现实或混合现实）以进行可视化和培训。

虽然在工厂级的仿真有视觉吸引力，但设备级应用仿真建模，可以使用整个设计过程的价值和可扩展性都得到了巨大提升与改善。

设备级数字孪生的关键价值有以下几点：

• 节省设计时间和成本

使用MapleSim进行虚拟原型设计比物理原型开发更便宜且更具灵活性。

• 更快的控制系统测试：

通过MapleSim进行虚拟调试可以加快PLC代码验证的速度，并减少在测试不同控制策略时对物理硬件造成损害的风险。快速高效的仿真代码具快速有效的有实时性，可以提供准确的结果。

• 减少停机时间： 
•     

        准确预测昂贵的设备资产行为有助于对设备进行主动维护，加快支持团队的快速响应，并减少停机时间，确保生产顺利。虚拟环境还可以用于解决生产性能问题。

• 可靠的建模响应：

         MapleSim生产系统的模型可以与运营数据结合使用，用于质量测试，可以应用实时监控产线开发诊断工具，并用于预测业务指标，如产量、利用率或产出。

使用我们设备数字孪生解决方案

     多数企业对采用数字孪生技术的机会和效率感到兴奋，但往往难以一次性将多个系统适配于数字孪生，因此对能否通过这一过程实现业务目标而什么谨慎。

     根据MapleSim在支持各行各业的客户方面的经验，我们提供了一条经过反复验证成功的MapleSim路线图，从数字模型到数字孪生的建立，并允许用户：

逐步应用仿真策略，与业务目标保持一致。

在制定下一步计划之前，充分利用完成早期仿真阶段所带来的好处。

下载Maplesim试用版

企业或学术单位30天无理由试用