數字孿生是對象、產品、設備、人員、過程、供應鏈乃至整個業務生態系統的精確虛擬副本。它是由物聯網（IoT）傳感器技術派生而來的數據創建的，該技術附加到或嵌入到原始對象中。這種與云連接的數據允許實時查看對象發生的結構和操作視圖，從而使工程師可以監控系統并為系統動力學建模。在對原始系統進行任何更改之前，可以對數字孿生體進行調整，以查看系統在現實生活中的變化。

“數字孿生不僅僅是一個藍圖或示意圖，它還結合了系統動力學的實時仿真和一組執行控制，”技術顧問兼顧問DanielAraya說。數字孿生既可以用作交互式仿真，又可以用作一組管理工具，可以管理設備，系統和機器，同時可以收集數據以提高性能。”

隨著越來越多的公司采用物聯網和大數據，數字孿生技術變得越來越流行。德勤（Deloitte）估計，到2023年，數字孿生的全球市場將以38％的復合年增長率增長，達到160億美元。

以下是數字孿生用于改善制造運營的七個方面。

1.產品設計

數字孿生在設計階段可以是虛擬原型，可以進行調整以測試不同的仿真或設計，然后再投資購買實體原型。通過減少將產品投入生產所需的迭代次數，可以節省時間和成本。

2.工藝優化

生產線上的傳感器可用于創建工藝過程的數字孿生并分析重要的性能指標。對數字孿生體的調整可以被確定是優化產量、減少差異并幫助進行根本原因分析的一種新方法。

3.質量管理

在生產過程中監控和響應來自IoT傳感器的數據對于保持最高質量和避免返工至關重要。數字孿生模型可以對生產過程的每個部分進行建模，以識別發生誤差的位置，或者可以使用更好的材料或流程。

4.供應鏈管理

供應鏈和物流/分銷公司依靠數字孿生來跟蹤和分析關鍵性能指標，例如包裝性能、車隊管理和路線效率。它們對于零庫存生產或按序生產以及分析分銷路線特別有用。

5.預測性維護

用于單個設備或制造過程的數字孿生可以識別出在嚴重問題發生之前進行預防性維修或維護的變化幅度。它們還可以幫助優化負載水平、工具校準和循環時間。

6.跨學科合作

來自數字孿生的運營數據隨時可用，可以輕松地跨學科共享，從而實現協作，改善溝通和更快地制定決策。工程、生產、銷售和市場營銷都可以使用相同的數據一起工作，以做出更明智的決策。

7.分析客戶體驗

數字孿生通常用于隨著時間的推移收集數據，從而提供對產品性能、分銷和最終用戶體驗的深刻理解。這些數據可用于幫助工程師和設計師改善客戶對產品的響應，特別是通過定制化和易用性方面。

數字孿生與制造業的未來

隨著企業學習如何使用數字孿生來提高生產率和降低成本，數字孿生只會越來越受歡迎。一項2020年的市場研究表明：

到2025年，多達89％的物聯網平臺將包含數字孿生

到2027年，數字孿生將成為IoT的標準功能

各個行業中將近36％的高管了解數字孿生的好處，其中大約一半的人計劃到2028年在其業務中使用數字孿生

Araya補充說：“隨著物聯網對大數據和大量的數字生態系統的訪問的增加，高保真數字孿生也變得更加易于創建和維護。“展望未來，數字孿生技術正在成為革新產品開發的關鍵軟件工具之一。”