科研方案 | 数字孪生驱动的大数据制造服务模式

与之相应，近年来世界制造业发达国家针对当前逐步形成共识的新一轮工业革命，相继推出了自己的制造业发展战略，如德国的工业4.0、美国的工业互联网、日本的IVRA-Next等，中国也相继推出了《中国制造2025》、《关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等，这些国家战略，势必将导致全球工业体系、发展模式和竞争格局产生重大变革，自然也对制造业运行模式——制造模式提出了新的要求，如怎样尽快适应近年来新技术如数字孪生、大数据等对当今世界制造业带来的巨大影响。鉴于此，本文提出一种数字孪生驱动的大数据制造服务模式。

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习近平总书记在党的十九大报告中强调：“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能。”路甬祥认为中国制造业以供给侧结构性改革为主线，需要加快转变发展方式、优化产业结构、转换增长动力。周济提出智能制造是“中国制造2025”主攻方向。

Helu为了连接基于数字孪生的设计与制造，提出了基于标准建模规范的数字总线。顾新建等认为当前制造企业正在向服务业拓展，产品服务系统作为一种新的制造系统模式正在迅速发展。刘振宇等探索了数字孪生驱动的14类应用设想与实施过程中所需突破的关键问题与技术，给出了基于数字孪生进行产品设计的思路。肖静华等提出并探讨了基于智能制造的企业战略场景的建模概念、方法思想和理论框架。

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表1 制造服务模式分要素梳理

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工业互联网引发生产范式变革，推动形成数据驱动制造模式。从构成要素角度看，机器、数据和人构成了工业互联网生态系统。从核心技术角度看，贯彻工业互联网始终的是数据资源，工业互联网的本质就是构建一套数据采集、存储、管理、计算、分析和应用的工业大数据资源体系，即将正确的数据在正确的时间传递给正确的人和机器，以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，进而不断优化制造资源的配置效率。

从杂乱无章的原始数据到具有价值的决策信息，由此形成了用数据生产、管理和决策的制造范式，也就是计划、协调、决策及执行，为此从数字孪生、大数据及生产***的实现和服务执行机制的角度构建了数字孪生驱动的代理人大数据制造服务模式体系架构（图2），分为5大部分：“虚拟世界（产品全生命周期）”“物理世界（大数据）”“数据处理机制（数字孪生数字模型”及“应用”），从而将各类平台上的创新成果与经济社会各领域深度融合起来，产生化学反应、放大效应，形成更广泛的以互联网为基础设施、数字孪生为桥梁和大数据为工具的数字经济发展新形态。