（2）數(shù)字孿生驅(qū)動的智能制造的技術(shù)路徑

首先是面向閉環(huán)鏈路的工業(yè)互聯(lián)或物聯(lián)技術(shù)。不管是智能制造本身的模式，還是CPS所具有的理念，數(shù)字孿生既然是繼承演變的概念，這些東西當(dāng)然也是要繼承過來的，其中最關(guān)鍵的是體現(xiàn)的那種閉環(huán)鏈路。如果不能夠基于物理實(shí)體采集數(shù)據(jù)之后做出分析，并對物理實(shí)體進(jìn)行干預(yù)，那其實(shí)跟傳統(tǒng)的那種制造，這里說的是包括設(shè)計分析生產(chǎn)運(yùn)行等在內(nèi)的大制造的概念其實(shí)并沒有太多的區(qū)別。我們之前發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其實(shí)核心的目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)快速的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集。但是如果只是做到這一步，其實(shí)是無法來支撐數(shù)字孿生的，這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還應(yīng)該能夠支持這些物理實(shí)體能夠接受來自上層的指令實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體的干預(yù)和調(diào)整，相當(dāng)于將物理實(shí)體的執(zhí)行也納入到物聯(lián)網(wǎng)的范疇之內(nèi)。而在物聯(lián)技術(shù)基礎(chǔ)之上進(jìn)一步發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)技術(shù)，尤其是在軟件層面上的互操作和柔性集成方面來說，對于設(shè)計分析當(dāng)中的多物理場演變需求下的多系統(tǒng)耦合集成，其實(shí)是很有幫助的，這也是數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的一個方面。在制造過程及其運(yùn)行運(yùn)營方面來說，結(jié)合運(yùn)行運(yùn)營的指標(biāo)建立各種各樣的分析推理決策模型，而這些一般都涉及到多系統(tǒng)的綜合，這也是數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的另外一個重要方面。綜合上面的這些說法，筆者認(rèn)為，在數(shù)字孿生驅(qū)動的智能制造背景下，工業(yè)物聯(lián)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。應(yīng)該以一種基礎(chǔ)設(shè)施的角度，來為數(shù)字孿生和智能制造提供基礎(chǔ)設(shè)施尤其是技術(shù)上的支持。

第2點(diǎn)是基于知識工程的多物理場產(chǎn)品耦合建模與分析技術(shù)。對于數(shù)字孿生來說，產(chǎn)品的研制如果能夠?qū)崿F(xiàn)完全的在數(shù)字空間就實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)精確的表達(dá)與分析，這當(dāng)然是一種理想目標(biāo)，或者說無物理模型的一次成功，也是數(shù)字孿生的一種使命。雖然剛開始數(shù)字孿生是需要與物理實(shí)體融合的，但其最終的目標(biāo)是要脫離物理實(shí)體的，或者說實(shí)現(xiàn)所建立模型的深度演變與復(fù)用。在這個過程當(dāng)中，最重要的是建立面向產(chǎn)品功能性的行為的分析推理決策模型。這個知識體系是比較龐大的。企業(yè)當(dāng)中的研發(fā)設(shè)計人員的知識和經(jīng)驗(yàn)是一個很好的工作重點(diǎn)或者對象，如果能夠?qū)崿F(xiàn)基于知識工程的沉淀，形成物理化的可見的載體則善莫大焉。

第3點(diǎn)是基于MBSE和數(shù)字主線的深度集成。數(shù)字孿生當(dāng)中的孿生，應(yīng)該從更大的視野范圍內(nèi)來看，而不是僅僅糾結(jié)于產(chǎn)品設(shè)計分析的多物理場耦合，當(dāng)然了這也是一個方面。對于整個產(chǎn)品的研制來說，應(yīng)該貫徹MBSE的思想，與其相關(guān)的比如 MBD、數(shù)字主線等等都是可以納入到這個范圍里面的。但無論如何。應(yīng)該強(qiáng)化系統(tǒng)工程的這種理念，也許對于企業(yè)來說，甚至可以起到事半功倍的效果。這個方面。是以模型為載體，這是可見的，以數(shù)字主線為支撐，這個可能是不可見的，來實(shí)現(xiàn)對整個研制過程的一種數(shù)字孿生。其實(shí)現(xiàn)在很多企業(yè)都在建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，或者說集成數(shù)據(jù)平臺，其中也包括業(yè)務(wù)流程方面的協(xié)同，其目的都是將企業(yè)現(xiàn)有的研制，在進(jìn)行深化提高以后，進(jìn)行某種形式的固化和提升，其中最核心的也是體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的思想。

第4點(diǎn)是面向制造執(zhí)行或者運(yùn)營的數(shù)字孿生，這其中包括兩部分內(nèi)容，一個是管理層面上的，一個是工藝層面上的。管理層面上面可以結(jié)合制造運(yùn)營的某個指標(biāo)或者說多個指標(biāo)。一方面實(shí)現(xiàn)跨數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)的綜合，另外一個方面就要構(gòu)建面向這些指標(biāo)的分析推理模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)際制造運(yùn)營狀態(tài)的一種抽象描述。并且這個分析推理的結(jié)果，最終會反映和落實(shí)到企業(yè)制造運(yùn)營系統(tǒng)當(dāng)中的各項改進(jìn)或者調(diào)整當(dāng)中。比如我們經(jīng)常見到的是建立基于APS的資源優(yōu)化配置分析推理決策模型，我們可以基于這個模型實(shí)現(xiàn)對制造執(zhí)行過程當(dāng)中所有指導(dǎo)要素的統(tǒng)一優(yōu)化配置可以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前制造要素優(yōu)化配置也可以實(shí)現(xiàn)未來可預(yù)計或不可預(yù)計的各種生產(chǎn)擾動下的制造要素的優(yōu)化配置。工藝層面上的數(shù)字孿生，這是我們之前比較忽視（之前很大程度上我們在智能制造這個語境下面過于偏重于管理了），但是應(yīng)該極為加強(qiáng)的一種數(shù)字孿生。比如我們耳熟能詳?shù)拇髧�工匠，或者說高技能人才。他們的工作基本上都是和工藝直接和密切相關(guān)的。如果能夠?qū)⑺麄兇竽X中的工藝機(jī)理決策模型沉淀下來，這個其實(shí)是數(shù)字孿生閉環(huán)當(dāng)中最重要的分析推理決策環(huán)節(jié)所要形成的依據(jù)也是看得見的抓手。工藝的類型是多種多樣的，這也是企業(yè)最核心的一種優(yōu)勢重點(diǎn)，我們經(jīng)常說的人是最重要的資產(chǎn)在很大程度上，其實(shí)在表達(dá)的是這個意思。

其實(shí)數(shù)字孿生驅(qū)動的智能制造還有很多條技術(shù)路徑，但所有的這些技術(shù)路徑最根本的一個思考出發(fā)點(diǎn)就是：和業(yè)務(wù)結(jié)合以及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)改進(jìn)，按照這種基本的原則來結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況推進(jìn)數(shù)字孿生驅(qū)動的智能制造，一般來說都不會走偏。

啰里啰嗦的說了很多，語音輸入，錯誤和疏漏在所難免。一己之見，僅供參考。

作者信息：王愛民，北京理工大學(xué)數(shù)字化制造研究所所長，長期從事MES、APS等技術(shù)研究、系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施應(yīng)用。