萬眾矚目 2019年需要關注的8項技術趨勢

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本文由Rehoo團隊Tin原創，無授權禁轉！(圖片來自網路)

美國宇航局在2010年技術路線圖中引入了「數字雙胞胎」一詞，描述了太空旅行的工具。近十年後，「數字雙胞胎」成為了一個關鍵工具。它可以拍攝地面空間。我們正在展示全球工業4.0的數字雙胞胎的演變：從自動化到自治。

談到第四次工業革命中的「數字化轉型」，但「數字化」自第三次革命以來就已存在。數字包括基於規則的計算形式，其反應類似於右腦邊緣系統。現在的不同之處在於數字化可以學習，調整和發展洞察力，使行業能夠感知，分析，行動和優化。數字雙胞胎技術是這種發展的基本要素。

什麼是數字雙胞胎？讓我們從NASA的原始定義開始，這個定義今天仍然非常準確：「使用最佳可用物理模型的對象或系統的超逼真數字模擬。考慮連續感測器更新和完整的歷史數據，以反映現實世界雙胞胎的生命。數字雙胞胎通過建議改變使用情況並提高任務的成功概率來減輕損害或退化。「

「Digital Twin」聽起來很簡單。

簡單的名稱，直到考慮到受益於數字雙胞胎技術的各種用途的行業的廣度和數量：

航空航天與國防

農業

房屋

礦業

汽車和運輸

電子產品

機器/設備製造

能源和公用事業

金融服務

醫療保健和生命科學

政府

零售

消費品

該清單很廣泛，幾乎包括所有行業。在這些行業中，數字雙胞胎技術用於其他：

生命周期文檔

3D表示

造型

模擬

數據建模

模型同步

可視化

監控

連接分析

控制

當考慮到技術可以使用的驚人的數量時，數字雙胞胎技術的力量變得清晰。

當我們談論數字結對的自治時，我們談論的是什麼。

數字雙胞胎，至關重要 - 只是自治演變的一部分。對於這種發展同樣重要的是：人工智慧和領域專業知識。

對於自動駕駛汽車 - 汽車，卡車，船舶，工業機器人等 - 現實世界是訓練AI的場所。

為了安全和功效，訓練AI的地方是在數字雙胞胎的虛擬世界中。

Nvidia最近宣布推出一款基於雲的開源虛擬試驗場，用於自動駕駛汽車。開源將允許公司在數百萬個場景中的數千個虛擬車輛中訓練AI。它不需要「在現實生活中」（IRL）存在並且導致零體數。

專業知識是自治的秘訣。

成功的工業公司及其智能硬體/軟體合作夥伴已經了解了在各種環境和條件下有效的方法。結合正確的數字雙胞胎技術，更智能，更自信的人工智慧和深層領域專業知識可以加速向自治的演進。

工業自治是一個五步進化的進程：

人類主導

以人為本/機器支持

機器領導/人力支持

機器領導/人治

機器控制

隨著工業或機器步驟上升，所需人數減少。

人們從「在循環中」轉變 - 觸發自動化的工業事件，即使在遠程控制室也在「循環」。遠程監督越來越多的自主活動的遠程操作員有權對抗或糾正它們。我相信自治將很快發展出摩爾定律類型的「自治商數」（AQ）。它將確定需要多少人類遠程操作員才能確保自動機器和過程的安全性和有效性。例如，它可能是一個人監督10個自動駕駛車輛或一個人到100個自主過程。AQ越高，自主性越大。

數字雙胞胎的終極價值

早些時候引用了NASA對數字雙胞胎的原始定義。我的首選定義聽起來更簡單;「物理資產的數字反映。」直到有人意識到世界上每個工廠的每個工業對象都有自己的數字雙胞胎。這些數字雙胞胎中的每一個都具有用於每個對象的規劃，設計，操作，維護等的多個狀態。此外，如上所述，數字雙胞胎涉及每個行業的廣泛領域的眾多任務。

目前估計有75億潛在的數字雙胞胎在全球工業中。我們發現最高價值是以開放，可互操作和獨立於供應商的方式將所有數字雙胞胎中的數據提供給所有流程中的所有其他數字雙胞胎。

數字雙工技術的目的是使所有功能完全數字化。

此操作在多個公司的所有工業流程的生命周期中完全協作，而不會丟失任何數據，分析或時間。數字雙胞胎在不同階段提供不同的能力。但是，主要要求是實現從一個階段到另一個階段的切換，從一個公司到另一個公司，沒有這些耗時且昂貴的損耗。數字化不足以實現自治。數字雙技術是必要的關聯基礎組織。

例如，我的公司ABB在每個階段使用數字雙胞胎削減了建造電力變電站所需時間的近一半。每個過程的減少意味著在規劃，設計和建造中部署操作（操作和維護數字雙胞胎後來發揮作用）。

前數字雙胞胎，建造一個變電站需要18個月，但這些只需要建造四個月。

工程公司和我們之間的來回通信。每一方都會將他們的輸入數字化，但其他各方會將其列印出來，編輯，重新數字化，發送給其他人，等等。用於規劃，設計和建造的數字雙胞胎使我們能夠將14個月的計劃減少到7個月。我們還實現了60％的節省，並在11個月而不是18個月內建造了變電站。一旦變電站上線，運營和維護工作就變得更加容易，因為協作數字雙胞胎內置於所有變電站功能中。

Digital twins支持全球協作技術平台。

數字雙胞胎的最終價值在於創建一個協作的全球技術平台，而不僅僅是來自一家公司。這項技術將在所有公司 - 數字存儲功能。數字雙技術有助於在整個生命周期中共享每個工業對象的每個功能。將其與高可信度（即安全，公平和合乎道德）的人工智慧和深厚的專業知識相結合，您將獲得工業4.0的數字化自治世界。

對於新一代機器人來說，必不可少的是人們或其他硬體無法到達的地方。例如：

「數據中心治安官」漫遊無休止的雲服務伺服器場，尋找並更換故障伺服器。

「馬達履帶式」機器人在馬達內部工作，修理和維護在太狹窄且對人類危險的空間中。

機器人「變壓器潛水員」節省了排放深水下石油變壓器的成本，找到了需要維修和重新加油的區域。

到了20世紀90年代，人們正在觀察並試圖控制數百人。今天，有成千上萬的設備向工業控制室「報告」。這個科技行業的人們普遍面臨著無法緩解的壓力。提前退休似乎是石油和天然氣，公用事業，運輸和採礦等控制室行業的唯一選擇。

因此，數字雙技術的幫助。在這項新的工業活動的每個階段，他們都需要幫助。隨著工業4.0從自動化發展到自治，大部分幫助將來自數字雙胞胎 - 由人工智慧和領域專業知識增強。數字雙胞胎將成為工作場所不可分割的一部分，服務於人與人共存。

即便如此，他們還需要對自治工業世界進行越來越全面和支持性的數字化表示，以便他們有效地開展工作。他們將獲得的幫助將為「數字雙胞胎」這一術語帶來新的，更加人性化的含義。

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