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October 11, 2022
製造業中的數位孿生是什麼？
智慧製造依賴於供應鏈、工廠、系統和設備的數據。在發展工業 4.0 應用的製造商透過數位孿生的實時數據能力，監控和分析生產過程中不斷變化的資訊。
5 個數位孿生技術在智慧製造中的應用
在智慧製造中，使用數位孿生的優勢和好處非常多。從預測維護問題到評估產品升級和為財務決策提供關鍵資訊，數位孿生為公司提供了預測性的洞察力，以實現其業務目標。以下是數位孿生如何滿足智慧製造的不同需求的五個範例。
縮短產品上市時間
透過創建連接到實體資產的虛擬複製，數位孿生為智慧製造廠商提供了使他們能快速做出生產決策所需的實時洞察力。排除了與製造實體產品相關的延遲——硬體、勞動力、材料等，使操作員可以加快製造過程的每一步，包括設計、開發、測試和維護。
- 案例研究：ENGIE Lab CRIGEN 透過 Ansys 的數位孿生技術，為客戶加速零碳能源轉型。
- 挑戰：碳排放正在危及我們的氣候。
- 解決方案：Ansys Twin Builder 幫助 ENGIE Lab CRIGEN 將模擬時間從幾小時縮短到幾秒，從而更快地開發新的能源解決方案。
- 結果：即時最佳化設備的能源和環境永續的性能，是轉型零碳的關鍵資產。
最佳化流程和產品性能
透過數位孿生使智慧製造廠商能夠預測最終產品的品質，幫助他們就材料升級和製程改進等問題做出更明智的決策。在工業製造中，數位孿生有助於確保大規模生產的一致性，因此最終產品始終符合標準規格。
- 案例研究：Kärcher 透過 Ansys 數位孿生技術在現實世界中模擬不同的電池和外殼材料。
- 挑戰：減少小型電池組的重量和熱量。
- 解決方案：Kärcher 工程師使用 Twin Builder 作為數位工程工作流程的基礎，在最佳化過程中進行快速且準確的設計概念比較。
- 結果：公司實現了一種電池類型和電池外殼設計，使他們能夠將電池組中的電池數量減少 20%。
提高生產效率
數位孿生使操作人員能夠持續監控流程和系統，以評估最有效的方法。如果生產流程沒有理想的產能，數位孿生可以立即提供改進的方式。透過提高生產效率，數位孿生可幫助智慧製造廠商減少能源和材料消耗來實現其永續發展目標。
- 案例研究：EDF 集團 (EDF) 使用 Twin Builder 設計核電站。
- 挑戰：開發負擔得起的低碳發電需要高效可靠的系統。
- 解決方案：該公司使用Twin Builder 開發了工廠渦輪交流發電機的數位孿生，使他們能夠透過預測性維護並降低維修費用。
- 結果：EDF 工程師設計出前所未見、滿足富挑戰性的監管要求的設計，為其全球客戶提供無可比擬的功率輸出。
啟用預測性維護
在智慧製造中，意外停機可能會造成每小時數萬美元的損失。數位孿生使運營商能夠根據不同的環境壓力和情景預測問題。透過使用數位孿生來研究其複雜設備的內部運作，製造商可以預測問題何時會發生，並在它們中斷整個生產之前解決維護相關的問題。
- 案例研究：Phoenix Contact Electronics 的工程師使用 Ansys 軟體，將實時感應器數據與模擬結果整合，以提前預測故障。
- 挑戰：需要創造更小的基本繼電器來滿足客戶對節省空間技術的需求。
- 解決方案：Phoenix Contact 使用 Ansys optiSLang 和 Twin Builder 來了解與繼電器的機電、結構和熱特性相關的所有相互作用。
- 結果：Phoenix Contact 製造了 PSRmini 安全繼電器。更纖薄、更精巧的設計仍可以提供大型安全繼電器的全部性能。
使用虛擬調試
虛擬調試可以對系統設計進行早期驗證，以預測和解決第一次整合機器和流程時可能發生的問題。在智慧製造中，數位孿生技術展示了整個系統將如何互動——不僅僅是單個設備，還有每個設備將如何影響整個生產流程的效能。
- 案例研究：Rockwell 自動化透過 Twin Builder 提供洞察力並提高系統性能。
- 挑戰：諸如流速、機械應力和熱分佈等環境和材料等變異會造成各種物理場域分析誤差而造成公司之有價值資產的損失。
- 解決方案：Rockwell 自動化將 Twin Builder 連接到其 Studio 5000 模擬界面。
- 結果：工程師可以模擬複雜而詳細的物理現象，以更好地了解他們在運行中的資產。
看看數位孿生能為您的公司做些什麼。開始免費試用 Ansys Twin Builder。
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