基于数字模型的虚拟企业和基于自动化设备的现实企业,形象的称为数字化双胞胎(Digital Twins),包括“产品数字化双胞胎”、“工艺数字化双胞胎”和“工厂数字化双胞胎” 三个层面又高度集成统一的数据模型。
一、产品数字化双胞胎
随着产品越来越复杂,机械结构也逐渐转变为机电软为一体。因此传统的机械结构设计已经不能满足产品需求。
因此,在产品的设计的阶段,可以进行基于数字化模型的虚拟调试,不断改进结构设计或控制设计;最后,方便快速地在实物模型上进行最终的调试和验证。

产品数字化双胞胎已经在以下几个方面应用:产品结构设计、产品工程设计、机电一体化设计、现场车间和自动化设备。现场车间和自动化设备的应用视频如下:
二、工艺数字化双胞胎
在现在的发展水平上,各企业各部门都更加看重生产效率, 因此我们需要从以下几个方面做出努力:
最大程度降低制造成本;
并在最短的时间内开发出新产品;
需要提高规划和制造效率
具体实现手段如下:
采用数字化编程,实现自动化;
采用数字化方式进行虚拟试生产;
优化布局与空间使用;
检测瓶颈,优化物料流。

工艺数字化双胞胎在以下几个方面应用广泛:
对人进行模拟产品装配过程,验证可装配性。
对机器人进行模拟产品装配过程,验证可装配性。
对产品装配过程进行仿真,验证最优路径。
对焊装车间进行仿真模拟,仿真多机器人协作,验证工艺可行性。演示视频如下:
三、 工厂数字化双胞胎
工厂布局和物流仿真是对复杂的生产和业务过程进行策略优化的过程。根据产品工艺规划和产量交付要求,对生产能力进行规划、评估和优化,从而用最低的成本、最大的工厂(车间)效率达到最大的生产能力。可以通过以下几个方面实现
人员要求和配备;
生产线节拍和利用率;
生产能力,性能;
工作时间和换班模式;
瓶颈、系统故障;
布局安排、计划和先后顺序;
控制策略、处理原则。


工厂仿真允许创建复杂系统的动态模型,以探索该系统的特性及优化其效能。工厂的三维数字化模型使用户能够以假定场景运行多次实验,而无须影响现有生产。在真正投产之前进行生产规划和验证。

