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為了在調試之前及早發現新機器設計中的缺陷，OEM廠商正在越來越多地依賴使用數字孿生的仿真。 

戴上VR或AR頭顯設備，機器開發人員可以直接與他們的模型進行交互，而且不會分散注意力。 

當您在沒有進行全面測試的情況下就匆匆完成新機器的構造時，存在在調試之前忽視設計中基本缺陷的風險。到那時，對已完成機器的任何更改都是極其昂貴和費時的。這就是為什么有越來越多的機器制造商正在使用仿真模型——數字孿生——來快速、經濟地測試和實施新機器設計的原因。

 在設計新機器時，OEM廠商的一大主要關注點是如何盡快將其制造出來并上市。項目延遲、復雜化和原型失敗都會迅速威脅到項目的經濟可行性。使用機器開發和部署的常規方法已不再能夠完成這項任務。而這恰恰是數字孿生發揮作用的地方。數字孿生伴隨著機器的整個生命周期 – 從概念規劃到售后服務。它的開發、調整、改進和測試與真實機器同步進行。通過仿真可以及早發現任何設計缺陷或必要的更改，從而避免以構建物理原型為代價。 

對生產過程進行仿真

除了對機器的硬件和軟件進行仿真之外，數字孿生還必須提供逼真的生產過程的實時表示。例如，對傳送帶上的產品運動進行仿真，有助于盡早發現潛在的碰撞。“仿真工具需要結合實際控制器來顯示高速過程，”貝加萊仿真與數字孿生技術研發團隊負責人Kurt Zehetleitner指出道。“因此，除了性能強勁之外，它還必須提供實時能力。”industrialPhysics完全滿足這兩個標準。借助集成的實時物理引擎，該軟件可以對動態機器行為進行三維仿真。影響物料流的所有作用力都可以通過數字孿生進行測試。機器開發人員可以即時獲得視覺反饋，以了解不同的機器組件組合會如何影響機器行為。不必要的停機也可以得到迅速識別和排除。 

導入CAD數據

industrialPhysics使用機器的CAD數據生成數字孿生。開發人員只需以STEP格式導入此數據，即可快速輕松地創建數字孿生。然后，數字孿生可以用來測試不同的運動布置、組件配置和代碼更改將如何影響機器。貝加萊已將industrialPhysics集成到其Automation Studio工程環境中。“仿真工具和Automation Studio之間的直接鏈接意味著，開發人員能夠在PC上以硬件在環或軟件在環配置的方式運行機器的虛擬模型，并連接到控制器上，”Zehetleitner說道。

3D仿真軟件industrialPhysics使用CAD數據來創建數字孿生。開發人員只需以STEP格式導入此數據，即可快速輕松地創建數字孿生。 

虛擬現實

為了使開發人員能夠直接與仿真的機器進行交互而不受外界干擾，模型需以三維呈現。industrialPhysics提供在虛擬現實或增強現實頭顯中查看數字孿生的選項。開發人員可以在三維空間中體驗設計的機器，甚至是四維的運動仿真。“借助VR頭顯設備，開發人員可以在仿真運行時評估生產過程。還可以連接到真實控制器或測試處理，”Zehetleitner說道。與VR頭顯不同，AR頭顯可以將數字孿生疊加在機器的真實環境上。這樣就可以在計劃和開發具有移動物體的機器時測試假設情景。信息可以從控制器中實時獲取，并結合仿真一起查看。僅需幾分鐘即可將VR和AR系統輕松地集成到軟件中。然后，industrialPhysics仿真模型就可以直接顯示在VR或AR頭顯中，而不是PC屏幕上。

貝加萊研發團隊負責人 – 仿真和數字孿生 Kurt Zehetleitner

“industrialPhysics基于高精度的實時物理引擎，該軟件可以對生產過程進行實時逼真的仿真。” 

虛擬調試

在開發完機器的硬件和軟件，并對生產過程進行測試后，就該進行虛擬調試了。借助數字孿生，調試過程可以不斷重復進行，直到所有一切達到最佳工作狀態為止。只有在虛擬調試中一切進展順利，才會構建第一個物理原型。“虛擬調試與真實調試相比非常便宜。因此，你可以使用數字孿生排除盡可能多的錯誤，并在構建和調試真實機器之前進行必要的原型迭代，”Zehetleitner解釋道。這對投資回報率會產生積極的影響。 

控制柜中的數字分身

然而，數字孿生的益處并不會隨著調試而結束。工業物聯網下的互聯工廠會產生和處理大量運行數據。數字孿生可以很好地利用這些數據。“通過提供機器的實時數據，數字孿生可以像控制柜中機器的虛擬副本一樣運行，”Zehetleitner解釋道。如果實際機器的行為與數字孿生的行為有所偏離 – 例如，由于軸承磨損 – 則會立即檢測到差異。收集到的數據可用于預測性維護、故障報告或遠程維護系統。 

數字孿生在機器需要升級或擴展的時候也可以提供幫助。在操作過程中獲得的洞見可以反饋回開發過程中。機器制造商可以使用仿真模型來測試計劃的修改。這樣可以最大限度地減少機器停機以實施更改所需的時間。

數字孿生的開發、調整、改進和測試與真實機器同步進行。這有助于及早發現任何設計缺陷、不一致或必要的更改。

數字孿生作為服務

為了支持希望創建數字孿生的客戶，貝加萊提供了專門的服務包。貝加萊開發人員使用現有的CAD數據建立機器的復雜模型 – 這是使開發項目順利啟動的一種快捷經濟的方式。在貝加萊的工程工具Automation Studio中，數字孿生用于初始驗證和集成測試。這使整個開發項目立刻變得更具可預測性，并能實現高效管理。數字孿生還可以立即用于各個開發團隊內部的溝通交流。

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創新驅動型自動化企業，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠自動化業務單元。作為全球工業自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產業客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業物聯網通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發環境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續的創新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業自動化領域前沿技術與方案。