数字孪生走进工厂，为生产制造调优提质

概要：本文介绍了数字孪生技术在工业生产制造中的应用，并通过智慧梁场案例介绍了天翎是如何为企业打造智慧工厂的，展示了相关功能的实现。

关键词：低代码平台，数字孪生，BIM，物联网沙盘

数字孪生技术在工厂中的应用

数字孪生技术可以应用于工业生产制造，对工业生产进行虚拟仿真，包括但不限于研发设计、生产制造等流程。

在研发设计阶段，系统基于大数据和人工智能技术完成需求信息的采集和筛选，在信息反馈获取之后即可传递至CAD系统自动建模，并将模型传递至CAE（计算机辅助工程）软件进行性能评估及优化，最终通过云服务和物联网技术进行面向研究人员和用户的大规模测试，至此完成产品设计研发的全闭环流程，全流程在虚拟环境中完成，节省大量资源的同时大幅缩短了产品研发设计的周期。

在生产阶段，数字孪生将流水线进行高精度仿真建模，通过工业控制系统和物联网技术实现对设备的控制，并驱动其完成产品制造；数字孪生具备的预测特性可以实现故障预测和分析，并进行预维护，提高生产的安全和可靠性；在此基础上，虚拟模型和物理实体可以随时随地进行动态交互，共享数据，在算法模型的驱动下进行自我学习、自我优化，不断提升生产效率。

天翎利用数字孪生打造智慧梁场

天翎曾基于数字孪生技术提出智慧梁场管理平台一体化解决方案，用于为广州公路提供预制装配“1+N”战略提供可迁移、可集成、模块化的智能管理信息平台。

· 智能排期

在建立知识图谱的基础上，实现人工智能推理，实现根据用梁需求自动排期。可扩展至各种预制构件。

基于已有MES系统的人工智能算法的 “LAPS”有限产能智能计划优化引擎，根据企业的需求短期高效实现该功能，配合企业专业技术人员配合前期知识推理构建过程。

将经验数据录入算法快速实现自动排产，然后通过生产过程中的数据采集分析，使用机器学习不断优化排产质量。

· 运输路线规划

借鉴在物流行业已经成熟的“智慧仓储”解决方案。考虑使用成熟智慧仓储算法，综合考虑用梁计划，龙门吊行走长度，台座存梁顺序等因素自动求解最优存梁点。有助于企业实现低库存，少转梁，高效能存梁。

· 资源需求预测

基于工程量与知识图谱，自动推导“时、空、工、料、机”资源需求。利用知识图谱的初始化，根据部分生产经验数据，结合ERP产品，为企业定制专属功能。

BIM三维模型导入

· 生产分析

满足企业日常大部分使用需求，如生产效率评价、产能瓶颈分析、不良数据预警，原料管理，进出厂核验，进销存管理等，并为企业进行个性化功能定制。

· 数字孪生

针对数字孪生的需求，确定了以UE4引擎为平台，采用webUI界面连接系统各个模块，实现数字孪生需求。在数字孪生的指挥大屏上，可以实时看到存梁的情况，产能，库容、原材等资源的负荷情况；计划与实际的对比情况；生产线实时位置情况等所有实时及历史生产信息。

· 物联网沙盘

采用PLC编程物联网沙盘，可以通过智慧梁场管理平台实时收集到的生产线信息反馈在沙盘模型上执行运动，实时反馈现场情况。