数字材料平台与智能制造的关系是什么?数字材料平台是实现信息物理融合的有效手段。一方面,数字材料平台能够支持制造的物理世界与信息世界之间的虚实映射与双向交互,从而形成“数据感知-实时分析-智能决策-精细执行”实时智能闭环;另一方面,数字材料平台能够将运行状态、环境变化、突发扰动等物理实况数据与仿真预测、统计分析、领域知识等信息空间数据进行多方面交互与深度融合,从而增强制造的物理世界与信息世界的同步性与一致性。由表文献关键词和发表机构/作者统计分析可知,当前发表的所有数字材料平台研究成果中:数字材料平台与工业4.0、CPS、智能装备/工厂/服务等相结合的论文较多,占当前所发表数字材料平台论文总数的一半以上;美国、中国、德国发表数字材料平台论文数全球较多,论文主要来自各国智能制造相关领域的高校与科研院所;在工业界,西门子、戴姆勒、ABB等践行智能制造理念的企业发文量较多。相关统计结果表明,学术界和工业界都将数字材料平台作为践行智能制造的关键使能技术之一。几近陌生的数字材料平台技术正在不断地快速演化,即将对物流行业起到巨大的推动作用。广州找皮革平台网站
数字材料平台实现的关键在于工业软件。首先是仿真,很多的仿真软件,尤其是在产品开发的过程中,需要用到一些仿真软件,这也是我们现在中国工业软件很薄弱的一个环节。还有一个多物理的仿真,不光涉及到机械问题,还有电、磁、热、液压等等,是一个多物理。还有基于数字材料平台技术的仿真,不再是离线的,可以与真实世界建立长久实时交互的连接,这是和以前不一样的。数字材料平台需要APP,举一个例子:船舶制造,焊接很重要,焊完了之后,再把它吊装到车间进行检查,但是焊接的时间已经过了好多天了,发现问题也很难追溯,并且很难处理。现在方法是什么?在焊接的过程中,实时检测,采集这些参数,训练去分析,工艺上建立了很多APP,实时进行检测,保证焊接质量。反映到缺陷的时候是什么情况,该怎么应对,都以工业APP的形式沉淀出来,当我们检测出来是什么问题的时候,马上就进行相应的处理。数字材料平台应用的生态系统,在国内,相比而言欠缺了一些,我们还要向国外学习。广东材料平台网站随着相关技术的发展与产品研发模式的演变,未来构建数字材料平台可能不再是困扰用户的关键难题。
企业在应用数字材料平台前,面临的首要决策问题是本企业是否需要用数字材料平台?是否适用数字材料平台?是否值得使用数字材料平台?事实上,数字材料平台并非适用于所有对象和企业。为辅助企业根据自身情况做出正确决策,本节尝试从产品类型、复杂程度、运行环境、性能、经济与社会效益等不同维度总结数字材料平台适用准则。数字材料平台需要标准?数字材料平台在落地应用过程中缺乏标准的指导与参考。笔者团队与相关技术标准委员会及应用企业前期共同探索建立了数字材料平台标准体系框架,从数字材料平台基础共性标准、关键技术标准、工具/平台标准、测评标准、安全标准、应用标准6个方面对数字材料平台标准体系进行了研究。但针对所建立的标准体系中各数字材料平台具体标准内容,仍需进一步的研究与制定。
数字材料平台思想由密歇根大学的教授命名为“信息镜像模型”,而后演变为“数字材料平台”的术语。数字材料平台也被称为数字双胞胎和数字化映射。数字材料平台是在MBD基础上深入发展起来的,企业在实施基于模型的系统工程(MBSE)的过程中产生了大量的物理的、数学的模型,这些模型为数字材料平台的发展奠定了基础。2012年NASA给出了数字材料平台的概念描述:数字材料平台是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,集成多学科、多尺度的仿真过程,它作为虚拟空间中对实体产品的镜像,反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。数字材料平台是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。目前有很多工业互联网公司都有自己的数字材料平台产品。
数字材料平台与5G虚拟模型的精细映射与物理实体的快速反馈控制是实现数字材料平台的关键。虚拟模型的精细程度、物理实体的快速反馈控制能力、海量物理设备的互联对数字材料平台的数据传输容量、传输速率、传输响应时间提出了更高的要求。5G通信技术具有高速率、大容量、低时延、高可靠的特点,能够契合数字材料平台的数据传输要求,满足虚拟模型与物理实体的海量数据低延迟传输、大量设备的互通互联,从而更好的推进数字材料平台的应用落地。数字材料平台与大数据数字材料平台中的孪生数据集成了物理感知数据、模型生成数据、虚实融合数据等高速产生的多来源、多种类、多结构的全要素/全业务/全流程的海量数据。大数据能够从数字材料平台高速产生的海量数据中提取更多有价值的信息,以解释和预测现实事件的结果和过程。在数字材料平台的实际应用当中,不可能,也没有必要盲目追求所有数字材料平台模型的“高保真”。深圳流行面料平台采购
数字材料平台需要在技术平台、模型开发和高接触维护方面进行大量投资。广州找皮革平台网站
何为数字材料平台?物理维度一类观点认为数字材料平台只是物理实体的数字化表达或虚体,其概念范畴不包括物理实体。实践与应用表明,物理实体对象是数字材料平台的重要组成部分,数字材料平台的模型、数据、功能/服务与物理实体对象是密不可分的。数字材料平台模型因物理实体对象而异、数据因物理实体特征而异、功能/服务因物理实体需求而异。此外,信息物理交互是数字材料平台区别于其他概念的重要特征之一,若数字材料平台概念范畴不包括物理实体,则交互缺乏对象。综上所述,当前对数字材料平台存在多种不同认识和理解,目前尚未形成统一共识的定义,但物理实体、虚拟模型、数据、连接、服务是数字材料平台的主要要素。不同阶段(如产品的不同阶段)的数字材料平台呈现出不同的特点,对数字材料平台的认识与实践离不开具体对象、具体应用与具体需求。从应用和解决实际需求的角度出发,实际应用过程中不一定要求所建立的“数字材料平台”具备所有理想特征,能满足用户的具体需要即可。数字材料平台在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。广州找皮革平台网站
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