在汽车制造业，想造一个新轮胎，要从何下手？
应该会先制作一个轮胎原型，装到汽车上，上路做测试，然后通过迭代版本和一次次安全检查来完善这个新轮胎。
而如果想量产这种轮胎，则必须依靠经验和分析来预测产线各个节点的最优节拍，并对瓶颈工序做出优化和改善。
但在这个技术颠覆一切的时代，汽车制造业有了另一种选择——数字孪生。
01
数字孪生技术的核心
相比于设计图纸，数字孪生体最大的特点在于，它是对实体对象的动态仿真。也就是说，数字孪生体是会“动”的，并且是实时的动态监测仿真。
数字孪生技术的核心元素，是数字化模型。
高质量的模型，既能逼真地描述现实事物的外在形状，又能准确地反映事物的内在变化规律。
与数字化模型紧密相关的是数据和算法。
数据是模型的输入，它们可能来自于各种传感器的实时采集，也可能来自于系统以往的历史积累；算法通常是深度学习的，通过对大量历史数据的分析处理，不断地建立、完善模型的内在处理逻辑。
通俗来讲，当我们想要创建工厂或者产品制造过程的数字孪生体时，我们首先会创建一套数字化模型，然后通过物联网收集有关其性能的实时数据，并传输到服务器上。
有了这些数据，就可以将其与已有的数字模型进行耦合并通过渲染或其它手段，生成现实物体的数字投影，并将其实时直观的显示在我们面前。
从物联网获取的数据种类越多、越准确，数字孪生体的表现就会越丰富，越具体。通过数据分析和机器学习，其功能将可以被深化到预测级别。
另外，通过VR虚拟现实和AR增强现实技术，也可以提升人机交互的体验感，使数字孪生体看起来更加接近现实情况，在视觉化上更进一步。
基于庞大的数据底座，数字孪生体成为一个可以提供无限空间、无限可能的探索实验室。它可以涵盖制造行业方方面面：来料追溯、产品研发、性能测试、假设验证、生产过程模拟、不良品检测、出库物流等等。
事实上，企业真正关注的并非技术本身，而是数字孪生能带来多少实际效益。
02
汽车产业未来助推器
在汽车行业，数字孪生的价值应用于研发、制造、销售、售后等产业链各个环节。
1.研发阶段
借助数字孪生技术，设计者可以在虚拟空间里测试、验证、优化其产品设计，快速、低成本实现产品的迭代。
以汽车轮胎为例，通过数字孪生，要优化其质量和性能，就可以避免漫长的装配实车测试等待时间了。
我们可以直接在孪生体中对轮胎性能展开模拟测试，加速测试过程。比如，模拟在不同天气、不同路况下对新轮胎进行性能验证，并收集数据用来改进轮胎设计。
2.制造阶段
数字孪生体可以实现虚拟工厂漫游。设备实时数据、产线产能情况、不良率、工厂布局等数据一应俱全，生产现场一览无余。
某发动机厂数字孪生车间
生产过程仿真。在产品生产之前，就可以通过虚拟生产的方式来模拟不同产品、不同参数、不同外部条件下的生产过程，实现对产能、效率以及可能出现的生产瓶颈等问题的提前预判，加速新产品导入的过程。
数字化产线。将生产阶段的各种要素，如原材料、设备、工艺配方和工序要求，通过数字化的手段集成在一个紧密合作的生产过程中，并根据既定的规则，自动的完成在不同条件组合下的操作，实现自动化的生产过程；同时记录生产过程中的各类数据，为后续的分析和优化提供依据。
设备资产维护。通过监控生产过程中物联网传出的实时数据，数字孪生体还可以模拟关键设备何时需要维护，甚至可以用来确定整个生产线、工厂或工厂网络的健康状况。Gartner公司报告指出，美国所有制造企业经由数字孪生体技术，每年在资产维护方面节省的开支，达到了1万亿美元。
工人远程培训。数字孪生体也是远程培训一大利器，都不需要实际摸到设备，就可以向工人展示如何使用它。
3.销售阶段
例如，一辆带有三维可视化功能的数字孪生汽车，可以让潜在买家购车时将汽车的颜色改成自己喜欢的颜色，自己喜欢的内饰，提供更丰富、更个性化的客户体验。
结合VR/AR，还能让用户在虚拟空间操控驾驭汽车，全方位地感受汽车在各种环境各种场景下的性能和魅力，激发购车欲望。
4.售后阶段
消费者必须清楚车辆的健康状况。数字孪生体构建的全生命周期，包括实时性能、传感器数据，以及服务历史、配置更改、零件更换和保修数据。
特斯拉公司为其生产和销售的每一辆电动汽车都建立数字孪生模型，模型数据保存在公司数据库。
每辆电动车每天报告其日常经验，并通过数字孪生的模拟程序使用这些数据来发现可能的异常情况并提供纠正措施。
特斯拉每天可获得相当于160万英里的驾驶体验，并在不断的学习过程中反馈给每辆车。
数字孪生是未来制造业的一块关键性拼图。基于数据和智能算法，还有无尽的想象空间待探索、突破。人类对复杂系统的改造永远不会停止，智能制造的浪潮已经到来。
星联智云3D数字孪生应用
数字孪生+工艺仿真
在虚拟三维空间里，可以轻松便捷地修改部件和产品的尺寸和装配关系，产品几何结构、装配可行性、流程可行性的验证工作大为简化，减少迭代过程中的物理样机的制造次数、时间和成本，实现“零成本”试错。
数字孪生+智慧工厂
根据生产实景，运用3D虚拟建模技术，打造数字孪生工厂/车间，通过仿真产线查看现场运行状况，实现生产监测、智能巡检、模拟测算、故障预警。
数字孪生+智慧园区
构建园区虚拟三维场景，打通园区各业务数据孤岛，1:1还原现实园区全要素，实现园区人、事、物实现“可视、可管、可控”，适配企业、教育、政府、商业等多种类型园区。
数字孪生+知识培训
构建设备3D虚拟模型，便于设备维修人员全面了解设备构造，学习编程控制，并对设备维修保养进行仿真演练，帮助企业培训员工技能、降低培训成本。
