数字孪生技术及企业的智能化（二）

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先讲一个案例。某汽车零部件（T1）提供商的销售人员跟踪某车型配套的空调项目的竞争，前期做过多次交流，基本上确定了空调箱系统的相关参数和价格。该销售人员再次拜访主机厂，目的自然是想一举拿下这次的配套。就在这个关口，主机厂项目人员提出要更改风道的要求，原因是从整车设计上要增加一组车用的控制器来进一步提升整车的性能。销售人员随即打开电脑，按照更改要求在原有的设计上更改了相关参数，生成了更改后的三维效果图，销售人员又连接到公司的服务器上，远程打开公司的空调仿真程序，在更改后的几何上进行相应设置，并递交了仿真请求…….

40分钟后，仿真完成。

根据仿真的结果，销售人员提醒主机厂项目人员，如果按照他们的要求更改，压降可能会增加5.6%，均匀性也存在隐患，需要增加风机的功率，并且可能要换成柔性更好的管道。这样，总项目成本要上升10%左右。

以上的案例是一个虚拟的案例（取材于和某客户的高层的一次交流，万分感谢），而如果真的达到这样的场景，需要几个关键技术：

Ø  远程办公系统（这个不难，现在很多IT公司都能实现）

Ø  参数化绘图程序

Ø  定制的仿真程序（只要经过数小时的培训就能学会的仿真程序）

Ø  风道模型被V&V的仿真计算

Ø  虚拟现实

Ø  成本计算程序

且不说销售人员这种眼花缭乱的操作对客户的心理冲击，如果某供应商面对客户要求的响应速度能提升到如此之迅速，对于其他供应商来说，竞争游戏无疑已变成了降维打击。我想这样的系统，大多数企业可能是无法拒绝的。

CAE和V&V结合，使得数字模型不仅仅是物理实体现状的数字表达，同时也能高精度的预测物理实体的状态在时间轴上的变化。数字模型不仅仅有物理实体的现状参数（质量，长度，速度，场等物理量），还封装了相应的科学定律和等效或近似的科学公式等知识，使得数字模型和物理实体实现同步。数字孪生的价值在于它不仅仅能准确表达物体的根本属性，还可以根据自然界的变化规律和逻辑去演绎，从而可以预测系统随着时间变量而变化的各种参数。仿真和V&V使得数字孪生技术为企业产生巨大价值，从而彻底颠覆企业原有的运营方法和运营流程。

企业运用CAE技术的形式是不断变化的，最早的CAE是一项专门的技术，能熟练运用的人才不过，CAE部门是一个专业部门为设计部门服务，企业的流程大致是这样的。

图一

CAE是研发的一个环节，可以减少物理试错，提供正确的设计方向。随着企业对CAE的运营和理解，发现CAE不仅可以为产品的CAD设计阶段提供帮助，同时也可以在企业运营的各个环节提供指导意见，于是企业流程发生了巨大的变化。

图二

由于CAE的试错成本极低，而且通过工具软件和数字孪生技术，甚至可以找到超出企业的知识和经验的更优的设计方案。于是在企业的每一个环节，CAE和原有的工作交互迭代，虚拟空间探索，物理世界验证。

理论上这样的架构很不错，实践操作是却发现有一些问题。

Ø  由于CAE工作具有一定的技术壁垒，CAE的人员成本相对较高，企业在CAE软件和人力资源的投入方面，必须谨慎；

Ø  产品复杂多样，客户要求也瞬息万变，而CAE人员不可能对所有的产品都能有深刻的理解，即使能熟练掌握CAE技术和工具，也不能满足企业的仿真需求；

Ø  CAE的工作频率和其他的部门也不一样，在企业资源协调和分配上，也是一个头疼的问题；

Ø  部门之间的协作也是一个问题，因为工作是交互迭代的，工作界限划分也很难完全清晰，工作成了皮球，在部门之间，被踢来踢去。

CAE部门不得不根据自己的喜好，公司的压力等因素去选择性地做一些CAE工作，这样数字孪生的价值无法充分释放。

而“两C融合”提出了一个新的概念，常规的CAE工作，由原部门自己完成（关于两C融合，请参考本另一篇文章《也谈CFD和CAD的“两C融合”——未来的企业CFD模式》）。

图三企业智能化系统

如上图所示，每一个环节内部做循环，形成“方案-仿真-优化-验证-知识工程”这样的一个数字孪生闭环，数据在企业云中无缝链接，流传，重用，优化，验证，逐步增强。

概念设计阶段，数字孪生闭环可以一次性完成产品的技术规格书，提供系统的合理性。

详细设计阶段，数字孪生闭环可以在大幅降低实验的次数情况下，得到更合适，更优化的方案。

工艺设计阶段，数字孪生闭环可以解决工艺的可行性和稳定性的问题。

生产制造阶段，数字孪生闭环可以模拟生产时的边界条件及生产设备的稳定性，减低 制造成本，提升产品的可靠性。

销售物流阶段，数字孪生闭环可以推送全方位的信息，提升客户反馈速度，增强客户信心（如一开始的案例）。

售后维护阶段，数字孪生闭环可以监控产品的运行状态，优化产品的使用寿命，甚至改变销售模式，有卖断转向更灵活的租用。

以上只是数字孪生技术的冰山一角，随着数字孪生技术不断应用，仿真技术不断发展，未来的应用将超出现阶段人类的想象。

同时企业云平台又会有一些职能系统不断拓展企业的知识。

情报部门会关注新技术，保证企业的知识有源源不断的活水。

创新创意中心，会从技术驱动和市场驱动两个维度，预测未来的市场需求，从而定义适度超前的产品研发，确立竞争优势。

虚拟研发中心是数字化企业的核心部门，也是知识工程的实施部门。

ü  对知识进行数字化，标准化，层次化，结构化；

ü  定义各种数字模型和流程，既有的数字模型可以大大提高仿真效率；

ü  开发简单易用的仿真程序，规范仿真流程并保证仿真结果；

ü  知识挖掘，来源有多种，外部的，企业内部的创新和过程数据，大量的创新活动数据分析后的结果等等；

ü  数据库和数字模型库的维护和更新。

数据库用来存储和重用企业的知识，开发搜索引擎或者主动知识推送系统

数字模型库用来管理和维护数字孪生体，同样也可以开发搜索引擎或者主动模型推送系统。

数字孪生技术还有一个重要的特点：尽管系统看上去非常的庞大，但不是不可拆分。每一个环节独立运行，也能发挥一定的价值。事实上，这个庞大的系统，正是先有多个子系统在企业已经发挥了巨大作用，而人们发现如果打通子系统之间的壁垒，其应用价值将会几何级数的增长。我们建设该系统的立足点，也应该是长远规划，逐步实施。

数字孪生技术将改变企业的决策流程，依托强大的智能化系统，决策来源于可靠的预测，减低企业的风险。

数字孪生技术将改变企业的运作方式，从前无法做的，或是需要高成本才能实现的企业应用，现在都变成了可能。

数字孪生技术能充分了解客户需求，有的放矢地开发产品，创新性的改变运营和服务的方式，提升用户体验。

数字孪生技术使得企业和企业外部环境可以充分的交流和沟通，企业自身也是环境的一部分，企业和客户，企业和企业，企业和行业，企业和世界之间的距离缩短为零，从而使得社会资源能得到更合理的利用。

试想，文章开头的故事，那个销售人员，可能是一个机器人，那么在病毒肆虐的今天，他一样可以出门拜访客户，维持公司正常的运营，甚至比人做得还好（至少省口罩）。

未来已来，你准备好了吗？

（未完待续）