数字孪生技术在柔性智能制造中的应用
在制造业的发展历程中，随着科技的进步和市场的变化，生产模式也在不断演变。大体而言，制造业的历史经历了手工生产、分工生产、流水线生产、柔性生产和智能生产等不同的模式。在21世纪的今天，市场需求日益呈现出多样化和个性化的特点，柔性生产也逐渐成为了制造业转型升级的发展趋势。在这个过程中，数字孪生为柔性制造模式的推广应用打下了坚实的技术基础，通过数据驱动虚拟设备，有效实现虚实联动的目标。
什么是柔性制造？
柔性制造，也被称为灵活制造，是一种以人的需求为中心，实现资源灵活配置和运用的制造模式。它的核心理念是以市场需求为导向，通过灵活、高效的生产过程来满足客户的个性化需求。
柔性制造是工业4.0的发展趋势
1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS（柔性制造系统）基本概念，研制出了“系统24”。此后，美国的怀特·森斯特兰公司、日本的发那科公司等制造业巨头，相继在60年代末至80年代将柔性制造的概念进一步投入到实践当中，直接影响到后来丰田汽车、通用电气、苹果公司等现代知名企业将柔性制造作为一种核心生产策略。
快速变化的市场需求，要求更加灵活的产线模式
总的来说，柔性制造是一种有别于传统大规模机械生产的制造方式，其产生背景源于制造业在面对现代市场需求、产品生命周期变短和生产环境不断变化等挑战时所面临的需求和压力。它也是对传统刚性生产模式的一种回应，旨在构建具有适应性和灵活性的生产系统，以快速响应市场变化和不断变化的产品需求。通过引入先进的技术和方法，如自动化、机器人、人工智能等，切实提高生产系统的灵活性和适应性。而在柔性制造应用到的各种技术当中，不得不提到的是数字孪生技术（Digital Twin）。
数字孪生强势助力柔性制造
数字孪生的核心理念是将物理世界与数字世界相融合，通过创建物理实体的虚拟模型来实时反映其运行状态。在应对快速变化的市场需求方面，数字孪生技术与柔性生产模式相得益彰，彼此相互契合。这里以宙思科技的研发成果——“吊挂制衣车间数字孪生运营管理平台”为例，详细谈谈数字孪生对柔性生产的助力作用。
从数据获取的角度而言，数字孪生技术可以追踪每一个生产单元的实时信息。在“吊挂制衣车间数字孪生运营管理平台”当中，生产管理人员能利用订单查询系统全面了解订单数据，具体包括各订单的序列号、衣架号、当前所处工位、当前所处轨道、当前运作状态等信息。基于这些数据，数字孪生技术能够以点带面，提前发现整条制衣生产线的潜在问题并采取相应的应对措施。这有助于减少生产线停机时间，提高设备的可用性和维护效率，起到降本增效的作用。
从工序呈现的角度而言，数字孪生技术可以将生产流程可视化。在商业领域当中，企业的利润在很大程度上与品牌形象相挂钩。一个优良的、“高大上”的企业品牌形象，往往能带来稳定的订单来源。在工业4.0时代已全面来临的今天，信息技术的加持和数字化程度的提高，能为企业的业务拓展起到切实的推动作用。在这个案例当中，我们可以看到，制衣企业通过运用“吊挂制衣车间数字孪生运营管理平台”，能逼真呈现生产线上的工序流程，以图像化和视觉化的形式，向客户传达企业在生产管理方面的把控能力。
当然，除了实时监测生产数据和生动再现工序流程以外，数字孪生技术还有精细的功能，以适应柔性生产的目标和需求。下面这个案例是宙思科技的另一研发成果——“柔性门业智造线数字孪生系统”的应用场景。
首先，数字孪生技术可以反映整个产区的输出情况。生产管理人员通过读取数据看板上的“产线效率”、“产线迁移情况”、“当天工单完成率”、“当班报表”等信息，能实时了解到当天生产是否达标，以及是否有需要根据订单需求来调整生产供给效率。
其次，对于门业生产线而言，它所使用到的工具，都是规模比较大的智能机器人和数控设备。如何保持这些设备始终处于高效的运作状态，是关乎到订单是否能按期完成的核心问题。通过运用数字孪生系统，企业能实时监测到每件生产设备的“健康状况”，并进行故障排除和处理。生产管理人员通过解读数据面板上的报警信息，能对断路器、气缸传感器、油缸传感器、变频器、传感器等各项设备的故障情况，进行及时的处理，有效解决设备运维方面的后顾之忧。
再次，数字孪生技术能开启快速导航模式，对柔性生产系统进行鸟瞰观察。这个功能，无论是对于门业管理人员把握设备的运作状况，还是向外展示生产线的规模化程度，都有着精准和独特的作用。除了快速导航以外，该系统还提供自动巡检和人工巡检等不同的巡检模式。
结语
数字孪生技术与柔性制造的结合，为企业开启了全新的发展时代。实时数据监测、智能决策支持、设备健康状况评估等一系列“量身定做”的功能，为柔性生产模式带来了更高的效率和更大的灵活性，也为制造业描绘了一个充满希望的未来。我们有理由相信，在接下来的工业4.0进程中，数字孪生技术将会更加广泛地应用于制造业当中，成为柔性制造的强势助力工具！
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