隨著數(shù)字化技術(shù)的新興迭代，客戶對(duì)于產(chǎn)品體驗(yàn)的需求日趨多樣化，數(shù)字孿生作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造發(fā)展的一個(gè)綜合展現(xiàn)，其期望值被抬升至前所未有的高度。數(shù)字孿生（Digital Twin）可以全面提升產(chǎn)品的全生命周期管理，時(shí)刻感知客戶需求，驅(qū)動(dòng)高效、互聯(lián)、以客戶為中心的運(yùn)營(yíng)模式，提升產(chǎn)品體驗(yàn)，降本增效，推動(dòng)增長(zhǎng)。
——埃森哲《數(shù)字孿生: 打造生力產(chǎn)品，重塑客戶體驗(yàn)》
作為全球領(lǐng)先的新能源裝備專業(yè)服務(wù)商，先導(dǎo)智能正將“數(shù)字孿生”這一技術(shù)，應(yīng)用于新能源汽車從動(dòng)力電池制造到汽車總成的全生命周期產(chǎn)品服務(wù)，幫助客戶更好地創(chuàng)造產(chǎn)品并使用產(chǎn)品，帶來(lái)效率提升和成本下降。
數(shù)字孿生Digital Twin（數(shù)字雙胞胎），是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。
工業(yè)制造是數(shù)字孿生技術(shù)使用的主戰(zhàn)場(chǎng)，美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)等領(lǐng)先國(guó)家，波音、通用、西門(mén)子等企業(yè)均傾力實(shí)踐。數(shù)字孿生技術(shù)已在軍事工業(yè)、航空制造等領(lǐng)域得到了應(yīng)用與印證，而汽車領(lǐng)域尤其是新能源汽車領(lǐng)域，則是下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)。
在新能源汽車領(lǐng)域，從動(dòng)力電池電芯生產(chǎn)、模組pack到汽車總成，汽車企業(yè)及動(dòng)力電池企業(yè)面臨傳統(tǒng)企業(yè)從未遇到的困難：一是新能源汽車推陳出新相比傳統(tǒng)汽車周期大大縮短，產(chǎn)品產(chǎn)線需要盡快驗(yàn)證并最終達(dá)到目標(biāo)完成市場(chǎng)搶入；二是新能源汽車藍(lán)海的出現(xiàn)，傳統(tǒng)汽車廠商、新造車勢(shì)力甚至是跨界而來(lái)的地產(chǎn)企業(yè)、金融企業(yè)，都在追求迅速投產(chǎn)，迅速擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模，這也要求企業(yè)重新審視研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造的關(guān)系；三是動(dòng)態(tài)變化中的新能源汽車及環(huán)保政策的推動(dòng)下，生產(chǎn)企業(yè)需要迅速變更工藝與產(chǎn)線，以適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)及政策環(huán)境，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的提前占領(lǐng)。
針對(duì)客戶最新提出的更為嚴(yán)格的工藝、設(shè)備、產(chǎn)線需求，先導(dǎo)智能以自主研發(fā)的先導(dǎo)云系統(tǒng)、人工智能深度學(xué)習(xí)、數(shù)字仿真及大數(shù)據(jù)分析管理等技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)并實(shí)踐了數(shù)字雙胞胎工廠概念上的高度協(xié)同信息化集成系統(tǒng)，而這一系統(tǒng)，已在先導(dǎo)智能鋰電池高端智能裝備制造工廠得以實(shí)施。
先導(dǎo)智能鋰電池高端智能裝備制造工廠項(xiàng)目，以自主研發(fā)的MES智能制造系統(tǒng)為中心，契合工廠實(shí)際運(yùn)行管理過(guò)程及生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程需求，整體分為以下步驟進(jìn)行實(shí)施：
1、根據(jù)智能工廠規(guī)劃目標(biāo)，建立設(shè)計(jì)方案的布局仿真模型，以提升數(shù)字化車間科學(xué)規(guī)劃水平；
2、根據(jù)工藝流程要求，建立生產(chǎn)流程仿真模型，實(shí)現(xiàn)資源提前合理匹配；
3、根據(jù)現(xiàn)實(shí)車間場(chǎng)景，結(jié)合全方位的布局仿真模型和生產(chǎn)流程仿真模型，和對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)視和上位機(jī)數(shù)據(jù)收集技術(shù)的積累，完成對(duì)真實(shí)車間的數(shù)字映射，以PDM、ERP、MES、WMS、SCM、CRM等系統(tǒng)軟件進(jìn)行工廠信息覆蓋，完成生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)化和AI大數(shù)據(jù)分析管理。
4、依托人機(jī)工程分析、VC虛擬調(diào)試、VR虛擬調(diào)試、點(diǎn)云技術(shù)等功能模塊和技術(shù)，對(duì)比虛擬模型與真實(shí)場(chǎng)景，達(dá)到資源合理配置、工藝合理優(yōu)化的效果。
5、創(chuàng)建全生命周期數(shù)字孿生產(chǎn)品的商業(yè)服務(wù)。在基于生產(chǎn)流程的優(yōu)化基礎(chǔ)之上，運(yùn)用BI、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)管理優(yōu)化，涵蓋從原料采購(gòu)、研發(fā)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造、質(zhì)量售后等整個(gè)業(yè)務(wù)體系。
依托于自身在數(shù)據(jù)孿生技術(shù)上的研發(fā)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累，先導(dǎo)智能在新能源汽車動(dòng)力電池制造數(shù)字孿生應(yīng)用領(lǐng)域取得了多層技術(shù)突破：
強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與集成系統(tǒng)
先導(dǎo)智能完成了真實(shí)工廠和虛擬工廠的數(shù)據(jù)信息化無(wú)縫銜接。以動(dòng)力電池電芯制造為例，通過(guò)安裝在設(shè)備產(chǎn)線及車間的多種類型傳感器和上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸，并通過(guò)AI大數(shù)據(jù)分析，完成設(shè)備與設(shè)備間、設(shè)備與系統(tǒng)間、系統(tǒng)與系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成分析處理，使得動(dòng)力電池電芯制造實(shí)現(xiàn)了全流程的數(shù)據(jù)化、可視化。
實(shí)時(shí)映射的模型構(gòu)建衍生技術(shù)
先導(dǎo)智能從幾何、仿真、數(shù)據(jù)三種維度，產(chǎn)線設(shè)計(jì)前與產(chǎn)線運(yùn)行中兩種層級(jí)進(jìn)行模型構(gòu)建，以動(dòng)力電池單機(jī)設(shè)備為例，可搭建機(jī)器人動(dòng)作、虛擬裝配過(guò)程、整機(jī)工藝聯(lián)動(dòng)、人機(jī)工程交互等多種仿真模型，并與真實(shí)車間場(chǎng)景完成毫秒級(jí)映射完善，實(shí)現(xiàn)整體動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)。
全工廠覆蓋的信息化集成軟件
先導(dǎo)智能以自主研發(fā)的MES智能制造系統(tǒng)為中心，形成了涵蓋PLM、MES、ERP、CRM、PDM、WMS、SCM等覆蓋主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)系統(tǒng)的信息化管理平臺(tái)，采用領(lǐng)先的萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)、5G技術(shù)、圖形虛擬化、云等動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了研發(fā)生產(chǎn)的協(xié)同設(shè)計(jì)，打造高度集成的智能工廠。
從單機(jī)到整線的業(yè)務(wù)集成能力
先導(dǎo)智能不僅完成動(dòng)力電池從漿料制備、電芯制造、電芯組裝、化成分容到模組PACK的整線設(shè)備整合，還可幫助客戶在數(shù)字化工廠上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合，從單機(jī)到分段、從分段到整線、從生產(chǎn)到物流、從電芯制造到動(dòng)力總成，我們?cè)诋a(chǎn)品全生命周期的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)里，都能夠?yàn)榭蛻籼峁┘苫慕鉀Q方案。
目前，先導(dǎo)智能已成功助力新能源汽車行業(yè)TOP客戶運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工藝優(yōu)化和降本增效。
