2022年全球數位雙生(digital twin)市場規模突破100億美元,預計2022年至2030年複合年成長率為38.7%,在工業4.0蓬勃發展與物聯網設備加速普及之下,數位雙生(digital twin)市場近年欣見顯著成長,這項前瞻技術,簡單說就是把現實世界裡的實體實境以虛擬樣貌在數位平台呈現,有如該實體實境的分身、雙胞胎。

不少人誤解:「數位雙生不就是畫3D嗎?」它與現有的3D模擬有何不同?台灣洛克威爾國際軟體與控制產品部經理高永勳指出,對OEM設備商來講,如果只做既有設備標準機臺更新,數位雙生與3D模擬沒有太大差別,但是對於有開發新設備或客製化設備的大量需求者,就需要仰賴數位雙生做更先進的數位化模擬應用。

他進一步說到:「數位雙生跟玩VR遊戲很類似,但關鍵的差異是前者數據要連結,資料要回收,另外VR遊戲跟現實世界是沒有任何連動的,而現實世界的設備在虛擬的3D環境中建置後,數位雙生系統能把資料透過感應器將很多訊號串接,讓現實與虛擬世界完全串聯,在虛擬環境中可以看到實境的設備運轉、生產情況。甚至可以模擬實體、設備現場或系統的運行,再透過數據資料、演算法對未來做預測,達到精確的預知維保。」

高永勳舉例,用數位雙生來模擬工廠一天最大的出貨量,發車時間及路徑、人員包裝時間及動作流程等,客戶可以針對物流進行優化,透過數位雙生系統模擬最佳路徑,現在很多企業利用無人搬運車,透過智慧學習及AI來優化動作流程,現場測試需要的完整產線、設備及突發狀況的應變,這些都可以在虛擬世界完成80%的模型建置,可大幅降低成本。洛克威爾推數位雙生應用,將虛擬世界與實境結合,利用VR、AR設備,瞭解實境中的模擬操作,可應用於優化產線、控制發貨、設備展示及維運、設備研發測試等方面,可以大幅度降低運作成本。

數位雙生的應用可以分為售前、售後及製作過程開發三方面。售前可以做虛擬導覽、設備教育訓練,例如超大型設備要到國外參展運送花費巨大,透過數位雙生技術製作虛擬設備,經由VR及遠端連線到現實世界的資料,就可以看到一台虛擬設備如實境般在運作;瞭解設備原理、生產情況、相關數據,不需要將設備實際帶到國外做展示。

另外,針對設備細部結構、設備操作做測試模擬驗證,人機上的畫面都可以透過VR看到實際操作的效果。目前洛克威爾數位雙生系統方案已成功打入飲料業的充填機。

洛克威爾4、5年前即布局數位雙生,主推Emulate 3D數位軟體,這一年來歸功於GPU捲起全球性的大需求及巨頭NVIDIA虛擬化平臺的建立,需求如雨後春筍。先前已就加速工業營運與NVIDIA合作的洛克威爾,最近雙方還進一步希望在達成Emulate 3D數位分身軟體的跨平臺合作。高永勳強調,Emulate 3D數位軟體使用上其實沒有想像中困難,系統在重複開發及模型應用上很廣,模型也已建好,軟體系統商馬上可以使用,之後會舉辦更多的訓練、講座,增進客戶對系統的瞭解,使用上會更加親民,希望未來能夠對應多元的產業現場開發更多先進的數位雙生模擬應用。

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