一臺僅3.6公斤，60cm長的設(shè)備，通過優(yōu)秀的人體工學設(shè)計，實現(xiàn)舒適的使用體驗，通過簡單的在室內(nèi)行走，就能形成打造數(shù)字孿生工廠的“初始數(shù)據(jù)”——距離“數(shù)字孿生”概念自2012年NASA提出已經(jīng)過去十余年，如今實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)采集的手段已經(jīng)愈發(fā)先進，也正走出“樣板展示”的局限。
從傳統(tǒng)工廠到數(shù)字工廠
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
硬件設(shè)備和軟件技術(shù)共同影響著數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展，尤其是在傳統(tǒng)制造業(yè)側(cè)，在NavVis CRO Finn Boysen看來，利用數(shù)字孿生技術(shù)，在工廠的廠房和產(chǎn)線沒有建造之前，就完成數(shù)字化模型。從而在虛擬的賽博空間中對工廠進行仿真和模擬，并將真實參數(shù)傳給實際的工廠建設(shè)，在國際上已經(jīng)成為制造業(yè)企業(yè)建設(shè)工廠過程中，不可或缺的一個步驟。
傳統(tǒng)制造業(yè)工廠，通過數(shù)字孿生技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時實現(xiàn)降本增效的目的，但在利用數(shù)字孿生建設(shè)數(shù)字工廠的過程中，企業(yè)面臨著諸多問題。
首先，如何能夠高效率的采集和輸出高質(zhì)量的三維空間數(shù)據(jù)，即如何高效的將物理世界數(shù)字化，同時數(shù)字化之后的數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度能滿足業(yè)務應用需求。
“因為所有的數(shù)字孿生，都是從將物理世界數(shù)字化開始的，即打造一個數(shù)字底座。如果這一過程所需的時間太長，或者雖然時間短但獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，對于后期進行數(shù)字孿生建設(shè)會有很大的影響?！盢avVis大中華區(qū)執(zhí)行總裁李自明告訴鈦媒體APP，“這也是為什么目前的數(shù)字孿生大多是作為樣板展示，真正在業(yè)務實踐中應用的并不常見?！?/p>
其次，如何更便捷、有效的訪問和管理三維空間數(shù)據(jù)也是企業(yè)在建設(shè)數(shù)字孿生工廠過程中面臨的一大挑戰(zhàn)。
三維空間數(shù)據(jù)量極大，需要消耗大量的算力進行處理和管理，在這個過程中，顯然云計算是最好的解決方案，“為了能夠讓更多的用戶可以訪問和使用這些數(shù)據(jù)，最佳方案是實現(xiàn)基于瀏覽器的輕量化訪問，這樣只要客戶會使用瀏覽器，就可以訪問和管理數(shù)據(jù)，而不需要安裝和學習專用軟件知識?！崩钭悦鬟M一步指出。
三維移動掃描技術(shù)是底層支撐
三維移動掃描技術(shù)的出現(xiàn)，能夠很好的解決上述痛點，讓數(shù)字工廠建設(shè)變成了可能?；乜磼呙栊袠I(yè)，由最早的數(shù)字化全站儀掃描，到傳統(tǒng)架站式激光掃描儀，這些儀器一方面自身占地面積較大，在寬闊的室外空間尚有發(fā)揮余地，但在相對狹窄的室內(nèi)空間，就顯得捉襟見肘；另一方面，現(xiàn)有的小型手持掃描儀器在數(shù)據(jù)精度方面也有很大的提升空間，數(shù)字工廠建設(shè)，室內(nèi)掃描過程中對于數(shù)據(jù)精度的要求極高，現(xiàn)有的小型手持掃描儀器顯然不能滿足發(fā)展需求。
移動激光掃描在逐步取代傳統(tǒng)的架站式掃描TLS，以前TLS是用戶進行項目作業(yè)的主要工具，“未來移動激光掃描設(shè)備將會成為主要工具，我們預計95%以上的應用場景均可采用激動激光掃描。”李自明告訴鈦媒體APP。
得益于激光雷達產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，三維掃描的產(chǎn)品尺寸越來越小，重量越來越輕，這就讓這些產(chǎn)品可以在更為狹小的空間內(nèi)使用，同時還能提供更為精準的數(shù)據(jù)。不僅于此，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的平均價格也會越來越低，因此會有更多的用戶可以有機會使用這些先進的技術(shù)。
與此同時，因為三維空間數(shù)據(jù)是海量數(shù)據(jù)，需要巨大的算力進行處理，人工智能AI技術(shù)和云計算技術(shù)會被越來越廣泛的應用，在李自明看來，通過AI和云計算，未來可以做到對三維空間數(shù)據(jù)進行自動識別和分類等先進的功能。
而隨著技術(shù)的發(fā)展，未來對于三維數(shù)據(jù)的訪問也將變得更容易，“未來三維空間數(shù)據(jù)的訪問和使用將會更加輕量化，不再需要專業(yè)知識和軟件，”李自明指出，“例如NavVis IVION三維空間數(shù)據(jù)管理平臺，是基于瀏覽器模式，通過瀏覽器就可以輕松訪問和管理海量的三維空間數(shù)據(jù)。”
基于此，NavVis提出了全新的手持移動激光掃描系統(tǒng)設(shè)計理念，并且因為小巧的體積，可以在更為狹小的空間開展作業(yè)，同時更方便工作人員攜帶。
在數(shù)據(jù)精度方面，NavVis MLX是一款可以達到毫米級數(shù)據(jù)精度的手持移動掃描設(shè)備。同時，通過軟件算法，實現(xiàn)在僅有一臺激光雷達傳感器的條件下能達到5mm的數(shù)據(jù)精度。
同時還應用了點云技術(shù)，通過點云來還原現(xiàn)場圖片，對270°的圖片進行反向填充，實現(xiàn)360度全景圖片。
數(shù)字孿生，讓建筑降本、降碳
以一個70平方米的室內(nèi)空間為例，傳統(tǒng)的架站式激光掃描儀需要架設(shè)10~11個掃描點，消耗30分鐘時間，且還存在很多沒有掃描到的盲點；
通過三維移動掃描技術(shù)，同樣的空間條件下，僅需5分鐘就能完成掃描，且沒有掃描盲點，數(shù)據(jù)精度更高。
在寶馬的應用案例中，通過數(shù)字孿生技術(shù)，寶馬的制造工廠實現(xiàn)了再在虛擬環(huán)境會議中解決臨時任務，在點云模型的基礎(chǔ)上，重新建立3D圖紙，進行建模，通過數(shù)字孿生工廠進行廠區(qū)分析，以及工廠長期規(guī)劃，在車間內(nèi)進行虛擬測量和標記，通過虛擬化環(huán)境實現(xiàn)遠程支持，以及生產(chǎn)中斷或維護方案的數(shù)字化準備工作等目標。
據(jù)了解，目前寶馬工廠已有超過900萬平方米的廠區(qū)通過數(shù)字孿生技術(shù)，上線了虛擬化工廠，公司內(nèi)部超過25000名公司員工注冊了數(shù)字孿生平臺賬號。
通過全球工廠遠程訪問技術(shù)，減少了50%的差旅費用，提高了20%規(guī)劃效率，并通過可信的、與現(xiàn)實一直的數(shù)據(jù)文檔，降低了工廠變更成本5%~10%。（本文首發(fā)于鈦媒體APP，作者｜張申宇，編輯丨蓋虹達）
「關(guān)于創(chuàng)新場景50」 場景不是案例，它更加精準、也更加抽象。數(shù)字化就是創(chuàng)新場景的不斷疊加和迭代。 在此背景下，鈦媒體重磅推出「創(chuàng)新場景50」評選，每年遴選并解讀50個全行業(yè)與業(yè)務深度融合的創(chuàng)新性場景及其解決方案，并在鈦媒體年度ITValue Summit 數(shù)字價值年會上隆重頒獎、深度交流。 目前場景正在征集中，更精準的解讀、更廣泛的曝光、更強大的品牌勢能，歡迎你提出問題，更歡迎你留下解決的方法和工具。點擊這里投遞更多場景信息
熱門跟貼