【梧州電子地磅】我國地磅未來制造技術(shù)發(fā)展

時間：2021-04-16作者：東莞市明準(zhǔn)電子衡器有限公司瀏覽：117

一、數(shù)字化雙胞胎（Digital Twin）1．?dāng)?shù)字化雙胞胎定義 [3]“數(shù)字化雙胞胎”是一種擬人化說法。所謂雙胞胎指虛擬與現(xiàn)實這兩個基本概念，形成基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動化技術(shù)的現(xiàn)實企業(yè)的鏡像。數(shù)字化雙胞胎的概念較早由密西根大學(xué)的 Michael Grieves 博士于 2002 年提出（較初的名稱叫“Conceptual Ideal for PLM”），主要應(yīng)用在航天領(lǐng)域。在研發(fā)階段，需要降低物理樣機(jī)的成本；在運(yùn)營階段，需要對航天器進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控和故障監(jiān)測。應(yīng)用于自動化行業(yè)的“數(shù)字化雙胞胎”概念首先由西門子公司提出，數(shù)字化雙胞胎包括產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎，生產(chǎn)工藝流程數(shù)字化雙胞胎和設(shè)備數(shù)字化雙胞胎，三個層面又高度集成為一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。西門子利用 PLM ( 全生命周期管理軟件 )、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）和 TIA（全集成自動化），實現(xiàn)**鏈數(shù)據(jù)的整合作為數(shù)字化雙胞胎。目前數(shù)字化雙胞胎的概念已廣泛被自動化及相關(guān)行業(yè)所采用。圖 1 數(shù)字化雙胞胎組成2．?dāng)?shù)字化雙胞胎功能特點數(shù)字化雙胞胎的實現(xiàn)有兩個必要條件，即一套集成的軟件工具和三維形式表現(xiàn)?！皵?shù)字化雙胞胎”（Digital Twin）使企業(yè)在實際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程。為從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施直至服務(wù)的各個環(huán)節(jié)打造無縫的數(shù)據(jù)平臺。數(shù)字化雙胞胎模型具有模塊化、自治性和連接性的特點，可以從測試、開發(fā)、工藝及運(yùn)維等角度，打破現(xiàn)實與虛擬之間的藩籬，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化。

3．應(yīng)用措施數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)就是采用直觀的方式將產(chǎn)品 ( 例如：序列號；部件清單；尺寸、產(chǎn)品描述的功能、特性、參數(shù)；特定裝配參數(shù)；裝配指南；測試指南；包裝指南；打印、標(biāo)貼等 ) 和產(chǎn)品相關(guān)的資產(chǎn)信息傳達(dá)到制造、供應(yīng)鏈、服務(wù)和物流環(huán)節(jié)，生成決策所需情報，使企業(yè)整個業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。產(chǎn)品在實際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程，較終實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)、實現(xiàn)快速提高企業(yè)持久競爭力。4．西門子較新產(chǎn)品在 2018’上海工博會期間，西門子公司推出了基于數(shù)字化雙胞胎的全新 Simatic S7-1500R/H 冗余控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于西門子標(biāo)準(zhǔn)型 Simatic S7-1500 CPU，采用透明化編程方式的 Profinet 冗余控制系統(tǒng)。同期，西門子還發(fā)布了具有 IEC、UL、CSA、CCC 產(chǎn)品認(rèn)證的兩款新一代 SIRIUS3RW5 系列的 3RW52 和 3RW55 軟起動器，可廣泛應(yīng)用于傳送帶等各種負(fù)載類場合。其中 3RW52軟起動器屬于通用型產(chǎn)品，功率范圍可達(dá) 315KW；3RW55 屬于高性能產(chǎn)品，能勝任各種復(fù)雜工況，功率范圍可達(dá) 710KW（標(biāo)準(zhǔn)接線）。相信該控制系統(tǒng)可應(yīng)用于我國衡器未來制造的較新產(chǎn)品中。二、邊緣計算（Edge Computing）1．邊緣計算定義邊緣計算指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用**能力的開放平臺，就近提供邊緣智能服務(wù)。2．邊緣計算主要用途傳統(tǒng)制造業(yè)向智能化升級的過程中，將車間里的生產(chǎn)設(shè)備智能連接，利用生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)與 IT 系統(tǒng)間進(jìn)行實時邊緣信息處理。滿足數(shù)字化敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。3．邊緣計算和云計算區(qū)別共同點——處理大數(shù)據(jù)的計算運(yùn)行方式。不同點——邊緣計算數(shù)據(jù)不用傳到遙遠(yuǎn)的云端，在邊緣側(cè)就能解決，適合實時的數(shù)據(jù)分析和智能化處理。4．邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)——讓每個物體智能連接、運(yùn)行。邊緣計算——通過數(shù)據(jù)分析處理，實現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。它是物聯(lián)網(wǎng)從概念到應(yīng)用的一把鑰匙。5．邊緣計算應(yīng)用實例e-F@ctory 智能工廠中現(xiàn)場與 IT 層的交互見下圖。圖 2 邊緣計算在 e-F@ctory 智能工廠應(yīng)用三、霧計算（Fog Computing）1．霧計算定義 [4]霧計算的概念在 2011 年由思科公司**，在 2012 年被作了詳細(xì)定義。霧計算是為數(shù)據(jù)密集、高性能計算、高風(fēng)險環(huán)境而設(shè)計。是一種新興的分布式體系構(gòu)架。在云和設(shè)備間架起橋梁，通過選擇性轉(zhuǎn)移計算、存儲、通信、控制，在物聯(lián)網(wǎng)傳感器和執(zhí)行器的地方制定決策。圖 3 霧計算的構(gòu)架應(yīng)用層2．霧計算與邊緣計算的區(qū)別相同點：云到現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)設(shè)備之間的橋梁，*在現(xiàn)場和工廠中建立*的云連接。通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析處理，實現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。霧計算也可稱作邊緣計算的一種形式。不同點：（1）層次結(jié)構(gòu)——邊緣計算**于將資源和數(shù)據(jù)源與少量駐留在南北邊緣設(shè)備（云到到傳感器）的層次結(jié)構(gòu)結(jié)合。霧計算除了上述結(jié)合，還可以將資源和數(shù)據(jù)源與東西邊緣設(shè)備（功能到功能，或點對點）的層次結(jié)構(gòu)結(jié)合。（2）協(xié)議網(wǎng)關(guān)——邊緣計算協(xié)議網(wǎng)關(guān)僅為單一傳感器簡單功能。霧計算中霧節(jié)點可以是任何提供霧架構(gòu)計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲設(shè)備。例如：工控機(jī)、路由器、交換機(jī)、PLC、視屏監(jiān)控等網(wǎng)關(guān)。3．霧計算與云計算的區(qū)別相同點：云計算與霧計算定義形象化。霧計算是云計算的延伸。

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