三维扫描在数字孪生中的应用

至诚工业设计
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数字孪生系统具备的动态仿真功能,能够模拟设计模型在制造环节的可行性、效率性以及可能出现的制造问题,并反馈至设计进行修改。在这个环节中,比如汽车油泥模型的设计和数字孪生,三维扫描都能够提升物理实体和数字实体的转化效率。

数字孪生应用在智能制造的三个阶段:设计、制造和使用,三维扫描都能凭借其高效的建模能力和高精度的检测效能在每个阶段大显身手。

数字孪生在2019年被Gartner列为全球十大战略性技术趋势之一,也是当今在智能制造领域核心研究命题之一。数字孪生由英文Digital Twin翻译而来,也被称之为数字双胞胎,数字映射或数字映像。数字孪生是指采用数字化、网络化和传感器等技术为实体设备创建一个数字孪生体,物理世界中的实体设备的运行数据和状态都能够反馈至数字孪生体,通过数字孪生体可以监测、优化和预测实体设备的运营。

数字孪生设计:高效建模

在以数字孪生驱动的设计中,数字模型是基础。三维扫描具备高效的建模能力,能在几分钟之内快速创建实体的数字模型,并支持导入数字孪生系统。

数字孪生系统具备的动态仿真功能,能够模拟设计模型在制造环节的可行性、效率性以及可能出现的制造问题,并反馈至设计进行修改。在这个环节中,比如汽车油泥模型的设计和数字孪生,三维扫描都能够提升物理实体和数字实体的转化效率。

数字孪生制造:自动检测

在制造环节,数字孪生能够监测制造设备各项运行数据,同时也能够监控制造产品的质量。自动化三维扫描技术能够对制造产品,例如汽车零部件进行自动化的检测,把控各项工艺需求,检测过程数据和检测结果将实时传输至数字孪生系统。

当一个批次的检测数据汇总至数字孪生系统中后,可以通过趋势分析来观察整个批次的产品良率,并可间接洞察产线可能存在的工艺问题。历史的趋势分析数据也可以被用来预测,例如当产线到达某一个批量的产能之后,产品良率会出现下滑,表明产线的某一个工艺环节将出现问题。及时更换产线设备或者零配件能够避免产线宕机,提升产线产能利用率。

数字孪生运营:性能检测

数字孪生建立在一个产品的整个生命周期的基础上,因此当产品交付至客户使用后,数字孪生系统仍然在发挥性能监测的作用,例如罗罗公司一直持续监测配置在空客、波音飞机上的罗罗航空发动机的运行参数。

监测产品的运行状态需要传感器进行数据采集,而三维扫描同样能够扮演传感器的角色。例如一套模具产品在客户使用过程中,通过三维扫描可以获取模具的磨损状况,并将数据反馈至数据孪生系统,达到检监测模具使用性能的目的。

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