在制造業(yè)的發(fā)展歷程中，隨著科技的進(jìn)步和市場(chǎng)的變化，生產(chǎn)模式也在不斷演變。大體而言，制造業(yè)的歷史經(jīng)歷了手工生產(chǎn)、分工生產(chǎn)、流水線生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)和智能生產(chǎn)等不同的模式。在21世紀(jì)的今天，市場(chǎng)需求日益呈現(xiàn)出多樣化和個(gè)性化的特點(diǎn)，柔性生產(chǎn)也逐漸成為了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)。在這個(gè)過程中，數(shù)字孿生為柔性制造模式的推廣應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)虛擬設(shè)備，有效實(shí)現(xiàn)虛實(shí)聯(lián)動(dòng)的目標(biāo)。

　　什么是柔性制造？

　　柔性制造，也被稱為靈活制造，是一種以人的需求為中心，實(shí)現(xiàn)資源靈活配置和運(yùn)用的制造模式。它的核心理念是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，通過靈活、高效的生產(chǎn)過程來滿足客戶的個(gè)性化需求。

柔性制造是工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢(shì)

　　1967年，英國(guó)莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS（柔性制造系統(tǒng)）基本概念，研制出了“系統(tǒng)24”。此后，美國(guó)的懷特·森斯特蘭公司、日本的發(fā)那科公司等制造業(yè)巨頭，相繼在60年代末至80年代將柔性制造的概念進(jìn)一步投入到實(shí)踐當(dāng)中，直接影響到后來豐田汽車、通用電氣、蘋果公司等現(xiàn)代知名企業(yè)將柔性制造作為一種核心生產(chǎn)策略。

快速變化的市場(chǎng)需求，要求更加靈活的產(chǎn)線模式

　　總的來說，柔性制造是一種有別于傳統(tǒng)大規(guī)模機(jī)械生產(chǎn)的制造方式，其產(chǎn)生背景源于制造業(yè)在面對(duì)現(xiàn)代市場(chǎng)需求、產(chǎn)品生命周期變短和生產(chǎn)環(huán)境不斷變化等挑戰(zhàn)時(shí)所面臨的需求和壓力。它也是對(duì)傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)模式的一種回應(yīng)，旨在構(gòu)建具有適應(yīng)性和靈活性的生產(chǎn)系統(tǒng)，以快速響應(yīng)市場(chǎng)變化和不斷變化的產(chǎn)品需求。通過引入先進(jìn)的技術(shù)和方法，如自動(dòng)化、機(jī)器人、人工智能等，切實(shí)提高生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。而在柔性制造應(yīng)用到的各種技術(shù)當(dāng)中，不得不提到的是數(shù)字孿生技術(shù)（Digital Twin）。

　　數(shù)字孿生強(qiáng)勢(shì)助力柔性制造，數(shù)字孿生的核心理念是將物理世界與數(shù)字世界相融合，通過創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型來實(shí)時(shí)反映其運(yùn)行狀態(tài)。在應(yīng)對(duì)快速變化的市場(chǎng)需求方面，數(shù)字孿生技術(shù)與柔性生產(chǎn)模式相得益彰，彼此相互契合。這里以宙思科技的研發(fā)成果——“吊掛制衣車間數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)”為例，詳細(xì)談?wù)剶?shù)字孿生對(duì)柔性生產(chǎn)的助力作用。

　　從數(shù)據(jù)獲取的角度而言，數(shù)字孿生技術(shù)可以追蹤每一個(gè)生產(chǎn)單元的實(shí)時(shí)信息。在“吊掛制衣車間數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)”當(dāng)中，生產(chǎn)管理人員能利用訂單查詢系統(tǒng)全面了解訂單數(shù)據(jù)，具體包括各訂單的序列號(hào)、衣架號(hào)、當(dāng)前所處工位、當(dāng)前所處軌道、當(dāng)前運(yùn)作狀態(tài)等信息?；谶@些數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生技術(shù)能夠以點(diǎn)帶面，提前發(fā)現(xiàn)整條制衣生產(chǎn)線的潛在問題并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。這有助于減少生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的可用性和維護(hù)效率，起到降本增效的作用。

　　從工序呈現(xiàn)的角度而言，數(shù)字孿生技術(shù)可以將生產(chǎn)流程可視化。

　　在商業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，企業(yè)的利潤(rùn)在很大程度上與品牌形象相掛鉤。一個(gè)優(yōu)良的、“高大上”的企業(yè)品牌形象，往往能帶來穩(wěn)定的訂單來源。在工業(yè)4.0時(shí)代已全面來臨的今天，信息技術(shù)的加持和數(shù)字化程度的提高，能為企業(yè)的業(yè)務(wù)拓展起到切實(shí)的推動(dòng)作用。在這個(gè)案例當(dāng)中，我們可以看到，制衣企業(yè)通過運(yùn)用“吊掛制衣車間數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)”，能逼真呈現(xiàn)生產(chǎn)線上的工序流程，以圖像化和視覺化的形式，向客戶傳達(dá)企業(yè)在生產(chǎn)管理方面的把控能力。

　　當(dāng)然，除了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生動(dòng)再現(xiàn)工序流程以外，數(shù)字孿生技術(shù)還有精細(xì)的功能，以適應(yīng)柔性生產(chǎn)的目標(biāo)和需求。下面這個(gè)案例是宙思科技的另一研發(fā)成果——“柔性門業(yè)智造線數(shù)字孿生系統(tǒng)”的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　首先，數(shù)字孿生技術(shù)可以反映整個(gè)產(chǎn)區(qū)的輸出情況。生產(chǎn)管理人員通過讀取數(shù)據(jù)看板上的“產(chǎn)線效率”、“產(chǎn)線遷移情況”、“當(dāng)天工單完成率”、“當(dāng)班報(bào)表”等信息，能實(shí)時(shí)了解到當(dāng)天生產(chǎn)是否達(dá)標(biāo)，以及是否有需要根據(jù)訂單需求來調(diào)整生產(chǎn)供給效率。

　　其次，對(duì)于門業(yè)生產(chǎn)線而言，它所使用到的工具，都是規(guī)模比較大的智能機(jī)器人和數(shù)控設(shè)備。如何保持這些設(shè)備始終處于高效的運(yùn)作狀態(tài)，是關(guān)乎到訂單是否能按期完成的核心問題。通過運(yùn)用數(shù)字孿生系統(tǒng)，企業(yè)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到每件生產(chǎn)設(shè)備的“健康狀況”，并進(jìn)行故障排除和處理。生產(chǎn)管理人員通過解讀數(shù)據(jù)面板上的報(bào)警信息，能對(duì)斷路器、氣缸傳感器、油缸傳感器、變頻器、傳感器等各項(xiàng)設(shè)備的故障情況，進(jìn)行及時(shí)的處理，有效解決設(shè)備運(yùn)維方面的后顧之憂。

　　再次，數(shù)字孿生技術(shù)能開啟快速導(dǎo)航模式，對(duì)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行鳥瞰觀察。這個(gè)功能，無論是對(duì)于門業(yè)管理人員把握設(shè)備的運(yùn)作狀況，還是向外展示生產(chǎn)線的規(guī)模化程度，都有著精準(zhǔn)和獨(dú)特的作用。除了快速導(dǎo)航以外，該系統(tǒng)還提供自動(dòng)巡檢和人工巡檢等不同的巡檢模式。

結(jié)語

　　數(shù)字孿生技術(shù)與柔性制造的結(jié)合，為企業(yè)開啟了全新的發(fā)展時(shí)代。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、智能決策支持、設(shè)備健康狀況評(píng)估等一系列“量身定做”的功能，為柔性生產(chǎn)模式帶來了更高的效率和更大的靈活性，也為制造業(yè)描繪了一個(gè)充滿希望的未來。我們有理由相信，在接下來的工業(yè)4.0進(jìn)程中，數(shù)字孿生技術(shù)將會(huì)更加廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)當(dāng)中，成為柔性制造的強(qiáng)勢(shì)助力工具！

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