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生产线上的双胞胎客机,波音用数位分身改善设计、减少故障率

咖啡可以买一送一,但你可曾想过,连飞机也能买一送一?到了2035年,当航空公司收到一架新飞机时,将同时收到一套数位飞机模型,这套数位模型从机身材料、机电系统设计、内部陈设、尾号到飞行里程等等,都和实体相同且能够同步更新,唯一不同的是,它只存在于虚拟世界!
 
这个概念被称为「数位分身」(Digital Twin),最早由美国国防部提出,由于飞机动辄牵涉到数百条人命,造价高、交期长,所有零件设计、製造环节高度複杂,皆须通过国际适航标准的检验。
 

而在虚拟空间建立真实飞机的模型,利用感测器与飞机真实状态同步,完全拟真,在每次飞行后,将採集到的各种数据,透过物联网传送到飞机的「数位分身」中,即时分析评估是否需要维修或调整,也可进一步优化飞机性能,改进设计,减少故障率。
 
在今年6月的巴黎航空展上,波音公司公开表示,历经787多次延迟交付的惨痛教训后,未来在打造新的中型客机时,将会採用数位分身技术,并且根据客户反馈的大量资讯,进一步分析新飞机的设计、生产和试验等环节,目标是要打造出一架兼具单通道飞机的经济性,以及双通道飞机舒适性的新机型。
 
根据波音公布的时程,新的中型客机计画将在2018年底、或2019年初启动,2024年开始飞行试验,2025年投入商业运营。从计画启动到正式载客飞行,耗时七年时间。随后,波音也宣布将深化产品生命周期管理(PLM)解决方案商达梭(Dassault Systèmes)的合作伙伴关系,在商用飞机、航太与国防专案上,扩大使用达梭系统产品。
 
达梭是谁呢?它一家专注于3D体验的公司,其提供的3D EXPERIENCE平台能模拟产品和流程,在投入生产前,早一步发现并消除潜在风险和品质问题。达梭是这样描述自家的核心服务:「为企业提供虚拟空间以发想永续创新,透过虚拟世界改善真实世界的可能性」,而这不正是数位分身的体现吗?
 
虚拟挛生兄弟,让企业更了解自己
 
事实上,在未来三到五年内,数位分身的技术将被扩展至各种造价高、安全需求高的产品上,好比说工厂内的重要机台、关键机具等实体物品,皆可能搭配一套独立存在的动态软体。就像是在虚拟世界中多了一位神祕的双胞胎,企业可利用数位分身主动设计生产流程、预测设备故障或提升营运效率,并辅助产品开发。
 
研究机构Gartner预言,数位分身是今年度的十大科技趋势之一,对组织具备战略意义,影响范围和用途不断扩大,也象徵虚拟和实体世界的分界逐渐消融。
 
看准数位分身趋势,相关业者也陆续开发了新的服务。像是工业软体大厂参数科技(PTC),将自家的软体解决方案导入工业物联网平台,可连接真实世界的物联网资料,设计师可使用实际数据取代假设,将真实数据融入工程之中,进一步瞭解产品使用与运作情形,并将感测器纳入设计流程,主动设计出具备客製化资料流(data streams)的产品,为物联网产品设计带来新的可能。
 
又像是德国西门子,日前才收购LMS和CD-adapco这两家仿真软体公司,目的正是要增强自家工业软体产品在数位分身方面的技术。
 
西门子的企图很明显,透过高度客製化的软体服务,让企业能够更纯熟地利用数据,针对特定市场和消费族群打造新产品,加快决策速度,再透过数位分身技术,成为全方位的整合供应商,打造售后服务和维修商的产品生态系统。
 
数位分身就像是物联网的未来,透过各种数据打造的虚拟化身,让使用者可用更低的成本、在更安全的环境中,从研发、生产、测试到产品售出后,仍不断地分析和测试,为的是更加了解自己的产品。

编辑:BEN

今天刊登了《生产线上的双胞胎客机,波音用数位分身改善设计、减少故障率》一文


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