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          安世亞太:增材制造與數字孿生體聯袂助推產業智能化轉型

                為滿足個性化定制的新消費需求和商業模式,需要建立服務型的制造業新業態。在整合和不斷優化產業資源過程中,基于模型的數據和實體交互是關鍵,數字孿生體將發揮巨大作用。安世亞太與數字孿生體實驗室聯合發布的《數字孿生體技術白皮書》中指出,增材制造技術不僅易于將數字資產實體化,提高了各種優化應用的可行性;而且其全數字化的制造過程,也大大豐富了數字孿生體的數據資產,促進數字孿生體價值的發揮。這同時也是信息化和工業化的深度融合,促進產業的智能化、服務化轉型。

                個性化的消費時代已悄然來臨   

                當前,“我要與眾不同”的理念已經逐漸成為了新時代消費觀念的主流。以滿足個性化小群體(如網紅粉絲群)乃至個體(私人訂制)的DTC(Direct To Consumer)品牌不斷出現,DTC營銷模式也將日益成為主流。

                然而要滿足消費者的個性化需求并不容易。例如風靡電商行業的網紅電商,擁有流量和用戶入口,可以與顧客實時互動,挖掘和激發需求,甚至通過商品預發布讓用戶參與產品設計。但往往缺乏設計能力,也難以建立自己的供應鏈體系。而對制造商和供應商來說,網紅經濟的“快閃”特色也對供應鏈和生產的柔性化和及時性帶來極高要求。今天還是流行時尚,一周后可能就是庫存垃圾。

                面對個性化定制的產業模式,需要依據精準營銷和供應鏈模型,進行大量數據交互、銷量預測和供應鏈優化決策,以及實現突破傳統思維的產品設計、柔性化制造等需求,數字孿生體和增材制造等技術將提供重要支撐。

                數字孿生體在產業中應用的三個層面

                安世亞太基于對數字孿生體技術的研究認為,數字孿生體作為與實體世界對應的數字化表達方式,相對于數字孿生,其“體”的含義突出了系統和體系。比如一臺復雜裝備、一條產業鏈或者一個經濟體,都可以認為是系統或體系的實體,需要有一個“數字孿生體”與之對應。

                數字孿生體在產業中的應用領域由點及面,包含以下三個主要的層面:

                構建產品全生命周期的數字孿生體:加快產品研發和迭代升級

                這方面已經有很多成熟應用和案例,不再贅述。

                構建全產業鏈的數字孿生體:促進產業向“服務型制造”轉型

                安世亞太認為,服務型制造是制造與服務融合發展的新型數字化產業形態,是未來制造業數字化轉型升級的重要方向。

                定制化生產是“服務型制造”的典型方式之一,主動將顧客引進產品設計、制造、應用服務過程,主動發現顧客需求,展開針對性服務。企業間基于平臺合作,主動實現為上下游客戶提供生產性服務和服務性生產,協同創造價值。

                構建從顧客、市場需求、供應鏈和物流體系、維護保障等全產業鏈的數字孿生體,基于各領域數字模型的系統工程整合,有助于促進傳統產業向定制化生產模式轉變,實現更為敏捷和柔性(JIT)的商業模式。

                例如在消費品行業,Adidas等制鞋領軍企業實現DTC定制化生產運動鞋,從賣鞋子延伸至運動產業和大健康產業。

          《發展服務型制造專項行動指南》(源自中國工控網)

           

                構建實體經濟的數字孿生體:促進數字經濟發展

                數字經濟在推動產業經濟發展、提高勞動生產率、培育新市場和產業新增長點、實現包容性增長和可持續增長等諸多方面,都發揮著重要作用。

                安世亞太數字孿生體研究專家丁杰介紹,數據經濟的核心在于“數據驅動發展”,而不像工業經濟是“石油”和“機械”驅動發展。通過建立實體經濟的數字孿生體,對“數據”和“數字”進行資產化,并建立一整套金融服務體系。模擬決策,引導、實現資源的快速優化配置與再生,可以極大地降低社會交易成本,提高資源優化配置效率,提高產品、企業、產業附加值,推動社會生產力快速發展。

                例如阿里巴巴構建了聚集消費者、供應鏈和制造商的網絡電商平臺,成為一個超過世界80%國家GDP的經濟體,同時也是一個完全數字化的數字孿生體。每個個體都是一個數字孿生子體,精準畫像,并以此建立信用和個性化金融服務等服務產品。

                增材制造是數字孿生體的完美搭檔

                增材制造是近30年發展起來的一種微積分式的制造方式,在設計階段將數模切片微分,制造階段則在微米級通過精確控制材料積分成型。因此可實現全新的產品設計,使設計師突破傳統制造工藝的束縛。

          增材制造突破傳統產品設計的限制(源自盧秉恒院士)

                從而在實現產品減重(如航天領域)、私人定制(如醫療和制鞋領域)以及全新產品設計(如混合梯度材料設計、嵌入傳感器的智能產品)等領域,為設計師拓展了無窮的空間。

                由虛向實,快速簡便實現數字資產的實體制造

                增材制造由于不用開模,實現單件生產和批量生產,成本上相差無幾,特別適合個性化定制的生產模式。

                安世亞太認為,基于增材思維的產品設計,極大的簡化了供應鏈、制造過程和運維保障。例如整體化設計,減少了供應商和庫存,原材料也變得更簡單(粉末或絲材);增減材一體化的制造設備,有助于實現基于網絡的分布式制造,以及支撐設計工作室的蓬勃發展;對于大型裝備的現場修復以及通過現場制造,簡化備件保障服務也極具價值。因此,增材制造是實現定制化生產柔性和及時性(JIT)的重要支撐。

          增材制造技術對產業的影響(源自安世亞太)

                由實向虛,全數字化制造為數字孿生體提供寶貴的過程數據資產

                增材制造是一個全數字化的制造過程,數字化是增材制造技術的天然屬性,沒有數字化就無法實現增材制造。

                正如安世亞太《數字孿生體技術白皮書》所述,增材制造的數據鏈是全過程的,從產品設計、仿真優化、工藝參數、加工制造、包裝檢測及全生命周期的維護保障是全數字化過程實現。因此,每一個增材制造的產品,天然就是一個數據孿生體,包含全生命周期信息。

          全數字化的增材制造全過程(源自安世亞太和德勤)

                增材制造全過程產生的數據和算法是核心的數據資產,如在線積累的增材工藝數據包、基于材料在線優化的增材工控算法等。增材工藝仿真優化算法與設備可以相對分離,新的增材工藝數據和基于材料的優化算法,通過在線升級可使工藝水平和產品質量得到持續優化和提升。

                由于產品是在工藝參數包的控制下積分制造出來的,因而可以嚴格控制和記錄產品的成型過程和質量,而這些數據對于運維保障及產品迭代升級都極具價值。


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