2024年2月24日
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数字孪生

谈晟:卡奥斯D³OS构建工业元宇宙

元宇宙概念内涵还未厘定,工业元宇宙这一概念就已跟进出现。究其原因,与元宇宙相关技术应用在工业领域直接相关,尤其是数字孪生技术,更是广泛地应用其中。

在落地应用中,卡奥斯数字孪生首席产品官谈晟首次提出并实践数字孪生和实时数据中台的无缝对接,创新数字孪生技术在行业中的场景化应用,包括钢铁、化工、装备等产业。因此,对于工业元宇宙,数字孪生体,以及如何赋能企业,构建工业元宇宙有着深入的了解。

工业元宇宙与数字孪生体

谈晟介绍,工业元宇宙是通过人工智能在虚拟工厂中形成的生产制造优化策略作用于实际生产,并从实际工厂数据中得到反馈,进而不断升级虚拟工厂中的算法,形成可持续迭代的企业生产运营优化系统。

它是基于数字孪生持续优化的过程,也是一个闭环的、可以持续不断改进的一套系统。在实际操作中,实际工厂会大量产生数据,主要包括两种不同的类型,即设备数据和信息化系统数据。之后,这些数据再进入到数字孪生体中。

在这里,数字孪生体主要承担两个功能。其一是数字孪生本身,它是一种三维呈现,是一种展示的方式;其二,基于系统内的虚拟仿真引擎,我们可以把任务放在场景中,配置每台设备的运行和节拍周期,也就是设备的机理。当以上两个功能结合在一起后,就可以构建出数字孪生的仿生环境。

在机器学习里,数字孪生的仿生环境被简单地称为“环境”。在该环境中,通过加持与其不断互动的智能决策引擎,形成一个优化策略。如小车的行动路径选择,注塑机的合模时间和传动带速度及策略选择等。当该策略反馈至实际工厂后,工厂进一步反馈其结果,进而形成一个正循环的路径。

卡奥斯D³OS赋能企业搭建数字孪生

对于企业来说,如何快速落地数字孪生、虚拟指导现实这套体系?尤其对于从零到“端到端”建设的企业,又如何有效快速建设一个数字孪生体?

谈晟以卡奥斯D³OS为例,系统阐述该产品赋能企业,构建数字孪生体的三个维度。卡奥斯D³OS平台包括IOT Plat物联平台、Data Thread数据主线、DT Studio数字孪生场景编辑器以及DI Engine工业智能决策引擎四个核心产品,它是一个由数据驱动“端到端”的数字孪生解决方案,可高度定制企业数字化产品套件。

在空间维度,打破地域限制。通过高精度模型和全域实时数据,实时监控全国乃至全球的工厂生产运行情况,具备远程操作,逐级展示车间、产线及设备信息,无接触式管理分散在各地的工厂等功能,帮助企业进行资源优化配置,实现高效透明的协同及资源调度。

在时间维度上,通过数据沉淀归纳形成设备故障和运维的知识图谱,一旦设备运行呈现异常,我们可快速回溯历史,迅速找到数据异常点,进行故障原因分析,形成解决方案。从而大大缩短非计划停机时间,提高设备响应速度和生产效率。

在虚实维度上,基于虚拟工厂与D³OS智能决策平台的结合,人工智能可以在成千上万个虚拟工厂进行预生产。通过上一次的模拟智能决策平台将生产经验抽象为数学模型,从而在实际生产过程中提出优化建议,在车间布局、工艺流程、设备配置等角度给出最优解.

基于卡奥斯D³OS构建工业元宇宙

卡奥斯作为一家工业互联网企业,如何构建一个工业元宇宙?在谈晟看来,构建卡奥斯定义的工业元宇宙,需要三大步骤。

首先是IoT Plat和 Data Thread,IoT Plat用来收集设备数据,Data Thread用来汇聚企业数据。这两个系统可以把实际工厂的情况,通过数据的方式孪生出来。之后是DT Studio,它有一套数据和动画的接口。当数据被灌输到DT Studio后,通过所见即所得的场景边界的能力,快速搭建一个基于现实数据的孪生场景。最后是DI Engine,即通过智能决策引擎,解决企业遭遇的问题,以及需要计算机辅助决策的问题。

其中,DT Studio 和 DI Engine是卡奥斯工业元宇宙的核心组件。DT Studio是所见即所得的虚拟工厂编辑器,能够自由构建各类数字孪生场景。

DI Engine是决策引擎,一个基于人工智能的企业快速决策和优化引擎。整个决策链的起点是供应链,譬如遇到突发情况,有一个批次,配件或原材料不合格时,我们的第一步决策就是优化供应链。由于DI Engine决策引擎的一大亮点是可以在秒级做出一个非常优化的平衡,因此供应链的优化会直接影响到原材料和零配件的库存,进而直接反映到车间调度的调整和优化中。

谈晟表示,除了数字孪生能够提供一些设备监控、能耗分析和预防性维修之外,卡奥斯还能结合元宇宙、生产虚拟制造、人工智能以及强化学习等领先的技术,能够在数字孪生的基础上帮助企业降本增效,提高生产效率。

本文整理自Xverse元宇宙在5月26日主办的「元宇宙科技应用发展研讨会:数字孪生与虚拟现实应用」中,谈晟关于《卡奥斯D³OS构建工业元宇宙》的主题分享。

谈晟,卡奥斯数字孪生首席产品官,深入数字孪生与大数据、AI等技术的落地场景,聚焦仿真模拟、深度学习,APS排产优化等领域,带领团队打造卡奥斯D³OS数字孪生产品体系,形成了一个由数据驱动的、端到端的数字孪生解决方案。首次提出并实践数字孪生和实时数据中台的无缝对接,创新数字孪生技术在行业中的场景化应用,统筹卡奥斯D³OS数字孪生在钢铁、化工、装备等产业落地的解决方案和应用案例。

 

 

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