国内工业自动化公司排名:数字孪生技术在智能设备、智能生产线和智能工厂三个层面上应用广泛,本文将重点探讨工业设备数字孪生的应用。工业企业在制定数字孪生规划时,需要考虑到如何开展系统建设、确定改造范围、制定实施目标、评估项目成效等内容,这就要求有一个科学合理的实施路径和评估指标体系。
本文从指导实施的角度出发,构建了以工业设备为对象的数字孪生系统总体架构及实施要素,并给出了基于实施就绪度评估和应用成熟度评估的路径方程。这个方法可以指导相关主体围绕统一目标充分协同,保障系统成功实施。
工业设备数字孪生总体架构与实现要素
在建立评价指标之前,我们需要明确工业设备数字孪生的结构及其要素。陶飞等提出了五维模型,即物理实体、虚拟实体、服务、数据以及连接,以保持模型的一致性,我们需要从生产要素、中过程、中系统中建模,以实现全面的多尺度模型构建。
图1 工业设备数字孪生的总体框架与实现要素
我们提出了一种面向工程应用的框架(如图1所示),包括物理空间虚实交互及数据空间三个部分,其中数据空间可分为数据库模型分析仿真算法及智能应用等具体元素。因此,六个核心要素如下:
物理空间
是指实际存在于现实世界中的物件,如传感器网络,它们通过感知环境信息并对外输出状态信息,与虚拟层进行交互以支持特定的应用,同时具备执行控制命令能力。
虚实交互
主要负责完成动态数据映射到静态数据库中的工作,它包括了采集器接口管理网络协议转换边缘计算资源调配等功能,使得不同类型传感器能同步获取并处理数据,为后续分析提供基础。
孤立/共享/复制(ISC)策略
定义了如何管理和共享或复制这些资产,从而优化整个人类活动流程。这包括对知识资产使用策略,对业务流程进行优化,以及通过标准化减少重复工作量。
数据库存储与检索机制
涉及到存储所有生成的二进制代码文件,并能够高效地检索这些代码以满足不断变化需求,这通常涉及使用某些形式数据库来保存大量元数据信息。
模型驱动设计(MDD)
它是一个开发方法论,它强调创建软件模型作为开发过程的一个关键步骤,而不是编写源代码。
服务导向架构(SOA)
它是一种软件设计模式,将不同的组件组织成为松散耦合且易于扩展的大型分布式系统。在这种模式下,每个组件都暴露为一个独立可访问的地方,可以被其他组件调用或订阅其事件。
7 应用程序引擎(Application Server)
这是服务器端软件解决方案,可用于部署运行Web应用程序或任何依赖HTTP/S请求响应消息格式(例如SOAP)的大型企业级Java EE平台上。在这里你会找到所有必要工具来帮助你快速有效地部署你的大型Web项目。
8 组件间通信(CIC)
这一点非常重要,因为它定义了如何让每个单独的小块(即每个微服务)相互沟通。这可能涉及到API网关,消息代理或者更简单的事务队列。
9 安全性(Security)
这意味着保护您的IT基础设施免受未授权访问不安全操作或恶意攻击。此外还应该确保敏感用户信息不会泄露出去。
10 管理监控工具(Monitoring and Management Tools)
本文根据以上概念提供了一套全面而详细的评价指标体系,该体系涵盖了解决方案质量各方面因素,如性能效率安全性兼容性便捷性成本经济性以及可维护性支持力。此外,还包含了一系列关键绩效指标(KPIs)来衡量解决方案是否达到预期效果。