數字孿生與智慧工廠是一種完美的融合，通過對工廠的整體和設備進行三維建模，可以讓真實工廠和虛擬工廠相互對應，實現數據的實時同步。
數字孿生具體如何高效地為智慧工廠賦能?在弄清楚這個問題之前，我們首先需要了解什么是數字孿生：
數字孿生是一種能將物理實體和虛擬模型精準對應，實時同步二者數據的技術。通過對物理對象進行全面的數字化映射，構建出虛擬副本。這樣，就可以在虛擬空間中模擬、分析和預測物理實體的行為與狀態，為優化決策、提升效率、降低成本等提供幫助。
了解完數字孿生，再來看下它在智慧工廠中的作用：
一、產線監測
數字孿生可以給智慧工廠帶來一種全新的產線監測方式。對真實生產線上的每一臺設備進行三維建模，可使真實生產線與虛擬生產線實時同步。真實的生產設備是依靠PLC驅動來完成既定動作，通過采集PLC的數據，就能驅動虛擬環境下對應的設備模型做出同樣的動作，讓真實設備和虛擬設備實時聯動，實現對生產線的實時監控。
這樣一來，監控人員不必前往車間巡查，只需坐在控制室的大屏幕前，查看虛擬的生產線，就能清楚地了解真實車間的工作狀態。并且，借助數字孿生場景中虛擬生產線的三維可視化效果，還能更全面、細致地把握真實生產線的實際情況。
二、能耗管理
智慧工廠的系統具備強大的整合能力，能對整個車間的各種生產消耗和排放數據進行匯總整合。在數字孿生場景中，管理者可以看到水電氣等能耗綜合數據報表。通過報表，管理者能對成本情況一清二楚，更合理地制定能耗控制策略，優化資源配置。
三、設備管理
有了設備的數字孿生模型，管理者就可以實時監測工廠的每一臺設備。大到一臺機床，小到一個零部件，都可以通過三維可視化的方式展現出來。
數字孿生技術還支持對設備進行虛擬調試。通過將生產線的調試映射到數字孿生中，可突破時間、空間的限制。在開展現場調試前，直接在虛擬環境下操作，針對生產線的數字孿生模型進行機械運動、工藝仿真和電氣調試，使設備在尚未安裝之前就能完成調試工作。
以機器人調試為例，這是比較典型的應用場景。把機器人的運動模型導入到虛擬空間，完成參數綁定后，就能在虛擬空間中操控機器人，對其各種動作加以控制。以此驗證產線上機器人的動作是否符合要求，是否存在安全風險等。
四、人員管理
通過將人員定位和業務系統接入孿生場景，可以直觀地看到車間工人的位置、執行任務情況、任務內容、工作時長、工作效率等相關信息。
當某個生產環節出現人手不足，而其他環節的人員相對空閑時，管理者可通過數字孿生模型呈現的信息進行精準調度，保障各個崗位都能高效運轉，防止出現人員閑置或者過度忙碌這類不均衡的狀態。
五、運維管理
管理人員可以通過數字孿生場景，直觀地查看產線的工作狀態報告。該報告可清晰地列出各種情況，比如設備排產是否飽滿，工序是否存在堆積，加工單元有無閑置，哪里容易出現交通擁堵等，對生產線進行高效地運維管理。
數字孿生從多個維度為智慧工廠的運行提供了有力的技術支持。在制造業致力于追求更高效率、更高質量、更低成本和更強適應性的大背景下，數字孿生給智慧工廠的發展帶來了更多的可能。