西门子：工业机械的数字孪生仿真白皮书转变重塑产品和运作的能力（9页）.pdf

《西门子：工业机械的数字孪生仿真白皮书转变重塑产品和运作的能力（9页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子：工业机械的数字孪生仿真白皮书转变重塑产品和运作的能力（9页）.pdf（9页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE工业机械的数字孪生仿真内容摘要由于技术的迅速变革，机械制造商正在采用新的数字化工具来简化机器设计、工程和 运作的整个价值链。为了理解产品或工艺复杂性、与客户和环境的关系，越来越多的 机械制造商开始采用数字孪生。但他们需要从头开始吗？机械企业可以借鉴已经采用仿真技术几十年的汽车和航空航天之类行业，采用数字化 创新策略。随着各个行业数字化进程的加快，仿真领军企业的见解和实施策略可以对 机械企业从概念到生产这一过程提供验证概念。 的全面数字孪生。从系统工程到基于仿真的设计和协 同式多物理场工程，建模、仿真和测试工作的每个方 面在过去的几年里都取得

2、了巨大的进步。随着创新、个性化和法规需求带来产品复杂性的激增，制造企业在不断增加数字化技术投资来加快创新。国 际数据公司(IDC)发布的数据表明，截至 2025 年，全球企业、产品和组织花费在数字化转型(DX)方 面的开支将达到 2.8 万亿美元，其中智能制造占据 13.1%，如下图所示。构建模拟最终产品物理真实性的高效数字化工作流 和运作基础设施需要融合多种技术，包括 5G、工业 物联网(IIoT)、多物理场仿真和测试解决方案。整合 整个产品生命周期中基于仿真的各种见解，可以帮助 用户充分发挥数字化投资潜能。对于竞争激烈、难以拉开差距的工业设备和机器制造 商而言，投资数字化解决方案是赢得客户

3、的关键所在。使用数字孪生技术提供见解和产生情感共鸣，这预计 将改变机械创新格局并革新运营业务模式。近期几项 技术改进（5G、物联网、软件、硬件、传感器）需要与 现有工具融合，才能实现未来企业大规模数字化的梦 想以及工业 4.0 可能带来的节约。序言创新的激励作用Siemens Digital Industries Software2白皮书 工业机械的数字孪生仿真通过全面数字孪生和四个主要维度更快创新机器制造商需求众多。他们在执行现有投资以充分实 现产品利润的同时，也在不断试验新的发展领域（尽可 能地扩充未来创新选择）。高瞻远瞩的机械行业受到创 新驱动，不断发布新功能来以优化的性能和更好的用 户

4、体验取悦客户。在过去几年的时间里，各种技术的融合已经改变了产 品工程方式。新型材料、创成式工程设计和创新制造 工艺可以用于生产之前无法想象的形状。从提供必要 无线更新(OTA)到有关客户使用喜好的深层见解，物 联网技术带来了全新的机遇。软件和硬件共同集成到 机械元件之中，这也为提供定制化、高能效的机器开创 了新的可能性。所有这一切的最终结果就是用于工程 的产品和工艺复杂性增加。向着新型材料和革新制造技术的这种迅速转变以及软 件和电子元件数量的激增，都让机器设计、开发和维护 操作变得复杂。由于受到技术演进的助推，产品创新 一直居高不下，制造商们在应对客户预期时面临着越 来越多的挑战。幸运的是，其

5、他资本密集型行业，例如 航空航天业，也面临着类似的挑战。通过使用集成式 多物理场和多尺寸仿真模型，例如数字孪生，此行业的 工程惯例实现了从“构建、测试、纠错”到“构建之前 进行飞行模拟”的飞跃。虚拟孪生随着产品在运作过程中面临的每一项挑战而 不断进步，能够更快提供有关如何将复杂性转变为竞 争优势的见解。全面数字孪生是实现高端产品设计、制造和售后服务的高效方式。纵观那些崇尚数字化的 市场领军企业就会发现，仿真和测试是数字孪生的灵 魂。运用和拥抱工业机械的数字孪生仿真，需要四个 关键要素。Siemens Digital Industries Software3白皮书 工业机械的数字孪生仿真复杂性建

6、模 行业先锋不断提供新产品、服务、功能和选项来在高度 复杂的世界中形成显著优势。这样一来，他们会遇到 各种挑战。制造企业常见的问题就在于如何将复杂性 转化为竞争优势。必须了解主宰这种复杂性的各种物 理场及其与工作环境、材料参数和性能的关系。无论是对几何体、物理场、材料还是使用环境，采用包 括 1D/3D/物理测试在内的准确协同式多物理场建模工 具，都可以赋能企业以理想方式预测性能或测量属性。准确模型能够提高预测的信心以及决策的速度。开发潜能计算能力和优化算法在过去十年里不断进步，建模也 随之不断演进。企业需要模拟这些复杂模型并高效探 索各种可能结果，才能勇往直前、引领竞争。使用系统、智能的设计