大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等新技術(shù)引發(fā)了人們對(duì)制造模式的新思考,結(jié)合《中國(guó)制造2025》中制造業(yè)服務(wù)化重要內(nèi)容,提出一種數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)制造服務(wù)新模式。從智能制造與數(shù)字孿生、制造服務(wù)模式方面綜述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展;提出了一個(gè)數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)制造模式開放式體系架構(gòu)及其運(yùn)作邏輯;從數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的2個(gè)世界及其描述、數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)的結(jié)合、大數(shù)據(jù)制造服務(wù)模式中模型建立與優(yōu)化3個(gè)方面對(duì)大數(shù)據(jù)制造服務(wù)模式使能技術(shù)進(jìn)行了研究。該制造服務(wù)模式對(duì)促進(jìn)中國(guó)傳統(tǒng)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和提升新國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。 

【文章來源】：科技導(dǎo)報(bào). 2020年14期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

數(shù)字孿生發(fā)展歷程

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)生產(chǎn)范式變革，推動(dòng)形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造模式。從構(gòu)成要素角度看，機(jī)器、數(shù)據(jù)和人構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。從核心技術(shù)角度看，貫徹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)始終的是數(shù)據(jù)資源，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是構(gòu)建一套數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、計(jì)算、分析和應(yīng)用的工業(yè)大數(shù)據(jù)資源體系，即將正確的數(shù)據(jù)在正確的時(shí)間傳遞給正確的人和機(jī)器，以信息流帶動(dòng)技術(shù)流、資金流、人才流、物資流，進(jìn)而不斷優(yōu)化制造資源的配置效率。從雜亂無(wú)章的原始數(shù)據(jù)到具有價(jià)值的決策信息，由此形成了用數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理和決策的制造范式，也就是計(jì)劃、協(xié)調(diào)、決策及執(zhí)行，為此從數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)及生產(chǎn)性服務(wù)的實(shí)現(xiàn)和服務(wù)執(zhí)行機(jī)制的角度構(gòu)建了數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的代理人大數(shù)據(jù)制造服務(wù)模式體系架構(gòu)（圖2），分為5大部分：“虛擬世界（產(chǎn)品全生命周期）”“物理世界（大數(shù)據(jù)）”“數(shù)據(jù)處理機(jī)制（數(shù)字孿生）”“數(shù)字模型”及“應(yīng)用”，從而將各類平臺(tái)上的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合起來，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、放大效應(yīng)，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生為橋梁和大數(shù)據(jù)為工具的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形態(tài)。如圖2所示，數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)制造服務(wù)模式針對(duì)產(chǎn)品全生命周期中各個(gè)階段（物理世界）（設(shè)計(jì)、加工、裝配、運(yùn)行、維護(hù)、拆解、回收）進(jìn)行檢測(cè)或驗(yàn)證，通過智能感知/傳感、工業(yè)以太網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)采集等；同時(shí)，基于數(shù)字孿生中針對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理機(jī)制，通過大數(shù)據(jù)收集、大數(shù)據(jù)處理和大數(shù)據(jù)分析層的數(shù)字模型，以應(yīng)用層功能化方式（如決策應(yīng)用、協(xié)同應(yīng)用、規(guī)劃應(yīng)用、動(dòng)態(tài)調(diào)度、質(zhì)量預(yù)測(cè)、事先維護(hù)、智能回收等），實(shí)現(xiàn)與大數(shù)據(jù)（虛擬世界）的相應(yīng)映射，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)推動(dòng)制造業(yè)向定制化和精準(zhǔn)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。這里，應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析法對(duì)企業(yè)調(diào)度信息和訂單信息進(jìn)行回溯研究；應(yīng)用預(yù)測(cè)分析法對(duì)生產(chǎn)中的設(shè)備維護(hù)周期和質(zhì)量監(jiān)控力度進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，形成事先維護(hù)、事先控制的質(zhì)量管理與設(shè)備維護(hù)機(jī)制；利用聚類分析法對(duì)能耗數(shù)據(jù)與回收數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，探索企業(yè)生產(chǎn)制造低碳化、清潔化、循環(huán)化的發(fā)展路徑。通過產(chǎn)品全生命周期中各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)互相關(guān)聯(lián)，最終形成數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)制造模式閉環(huán)運(yùn)作生態(tài)。此外，從大的使能技術(shù)層角度看，則大致可以劃分為技術(shù)層、大數(shù)據(jù)收集層、大數(shù)據(jù)處理層、大數(shù)據(jù)分析層及應(yīng)用服務(wù)層（表2）。

如圖3所示，數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)制造服務(wù)模式涉及兩個(gè)世界——物理世界、虛擬世界，涵蓋了產(chǎn)品全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)，是近年來興起的云制造（云服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算）、制造服務(wù)（面向服務(wù)的生產(chǎn)、制造網(wǎng)絡(luò)）、制造服務(wù)化（從服務(wù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)化到服務(wù)嵌入）的集成，其核心是數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)兩個(gè)技術(shù)支持，也對(duì)該制造服務(wù)模式結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和演化起到了重要作用。從制造服務(wù)化維度來看，數(shù)字孿生相繼經(jīng)歷了服務(wù)經(jīng)濟(jì)、服務(wù)增值、服務(wù)增強(qiáng)及服務(wù)嵌入等階段�！胺⻊�(wù)經(jīng)濟(jì)”是美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家維克托·�？怂梗╒ictor R.Fuchs）在1968年對(duì)起始于20世紀(jì)50年代的全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)性變革的稱呼[13]，也是第三產(chǎn)業(yè)在國(guó)家GDP中占比高的美國(guó)、英國(guó)等老牌資本主義國(guó)家的典型社會(huì)特征之一。“服務(wù)增值”是伴隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展而誕生的，目前依然沒有權(quán)威公認(rèn)的定義，但其核心內(nèi)容是：針對(duì)客戶需要，在原有價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)為客戶提供超出常規(guī)服務(wù)（傳統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)）范疇的服務(wù)，使價(jià)值鏈相應(yīng)環(huán)節(jié)相對(duì)于以前有價(jià)值提升（原本沒有價(jià)值增值的一些環(huán)節(jié)也由此而成為有效價(jià)值鏈的一環(huán)）�！胺⻊�(wù)增強(qiáng)”是在“服務(wù)增值”基礎(chǔ)上，使價(jià)值鏈中產(chǎn)生價(jià)值增值的環(huán)節(jié)被突出出來，而且通過對(duì)該環(huán)節(jié)加大“投入”（人力或物力等），從而使得該環(huán)節(jié)客戶滿意度在原有基礎(chǔ)上有進(jìn)一步提高�！胺⻊�(wù)嵌入”是在“服務(wù)增強(qiáng)”基礎(chǔ)上，把服務(wù)融入到價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)中，使服務(wù)成為相應(yīng)環(huán)節(jié)的有機(jī)組成部分（一體化）。

【參考文獻(xiàn)】：
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