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如今，許多產品和生產過程的設計、測試與優(yōu)化都在數(shù)字化世界中完成。然而，直到不久前，工廠仍然因為數(shù)字化技術的復雜性而無法實現(xiàn)這一點。現(xiàn)在，來自西門子中央研究院（CT）的研究人員已研制出能對工廠進行三維可視化的工具。這將實現(xiàn)過程透明，從而有助于避免代價高昂的規(guī)劃失誤。

大約一年前，西門子中央研究院（CT）的研究人員在西門子數(shù)字化日上展示了可視化的概念。也正是在這次活動上，他們遇到了德國安貝格數(shù)字化工廠集團的Philipp Bierschneider。Bierschneider負責為改造生產工廠提供支持。他帶領的一支團隊主要負責優(yōu)化從數(shù)字模型到現(xiàn)實的轉換過程。他與CT研究人員的這次會面碰撞出了火花。很快，兩支團隊共同參與了一個試點項目，并開發(fā)出西門子在安貝格的電子器件工廠車間的三維“數(shù)字化雙胞胎”。研究人員將他們的愿景描述為“從掃描到云端再到移動端”?，F(xiàn)在，這個愿景正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。這個項目*變革了建筑物的規(guī)劃方式和設備部署方式。研究人員可以借助激光掃描儀生成建筑物及其設備的虛擬圖像，并在云端以低成本處理這些數(shù)據(jù)，最后在智能手機或平板電腦上將之可視化。

虛擬3D數(shù)據(jù)可用于以優(yōu)化配置來管理工廠內區(qū)域和生產設備的配置。

研究人員預計，工作人員很快就可以在實際建造或安裝設備之前，在虛擬工廠里部署虛擬設備，甚至執(zhí)行虛擬調試。由于這項技術的誕生，相關人員在規(guī)劃階段就可以利用三維雙胞胎來優(yōu)化正在規(guī)劃或已建成的工廠里的每臺設備的布置。這樣不僅節(jié)省時間，而且能夠提前避免規(guī)劃失誤。Bierschneider解釋道：“這種失誤往往要到施工或轉換階段才會暴露出來。令人費解的是，如今，產品和生產過程通常都有‘數(shù)字化雙胞胎’，但工廠車間的空間卻依然依靠人工測量。有時這需要耗時數(shù)日，還經常會出現(xiàn)測量不準確的問題。”

來自高空的干擾因素

簡單來說，二維平面圖并不能顯示高處的物體，如柱子、窗戶和電源線。所以，機器有可能礙于上方電源線或運輸路線上的障礙物而無法被放入規(guī)劃位置。也有時會出現(xiàn)某個窗口被擋住，或兩個工作地點間步行距離太遠等情況。有了“數(shù)字化雙胞胎”，規(guī)劃人員能夠查看所有設備的虛擬視圖，從而為機器、裝飾與固定設施找到位置，而這都歸功于三維可視化技術。

有了“數(shù)字化雙胞胎”，規(guī)劃人員將不再受到二維平面圖的限制；他們還能看到三維視圖，為機器、裝飾和電源線等找到豎向排列位置。

來自CT的Rebecca Johnson表示：“我們預計，將來，智能手機將具備足夠的計算能力來顯示這些數(shù)據(jù)。我們想利用西門子DF PL軟件Process Simulate將這些數(shù)據(jù)壓縮成CAD版本。”由此，無論是虛擬室內游覽、樓宇導航和疏散規(guī)劃，還是與CAD模型進行3D規(guī)劃對比，這些都將成為可能。未來用戶將能夠戴著3D眼鏡在虛擬房間中行走，并同時用激光筆更換物體進行調整，直到滿意為止。他們將可以在數(shù)字化工廠車間內自由走動，顯示圖也將根據(jù)規(guī)劃人員的頭部運動實時響應。

創(chuàng)造型人才的數(shù)字化舞臺

很快，這項科技將能計算工作路徑。目前的生產路徑效率低下。這意味著員工不得不避開障礙物，繞道而行。生產規(guī)劃將實現(xiàn)空間優(yōu)化，并將優(yōu)化結果無縫融入數(shù)字化工廠的整體虛擬生產規(guī)劃中。Rebecca Johnson贊嘆道：“我們能夠實現(xiàn)的應用還有很多。在未來，創(chuàng)造型人才可以借助‘數(shù)字化雙胞胎’在任何想象所及的房間里嘗試他們的創(chuàng)意。”工作人員甚至還可以使用尚未存在而只是3D設計的物體。