生產線上的雙胞胎客機,波音用數位分身改善設計、減少故障率

數位時代

咖啡可以買一送一,但你可曾想過,連飛機也能買一送一?到了2035年,當航空公司收到一架新飛機時,將同時收到一套數位飛機模型,這套數位模型從機身材料、機電系統設計、內部陳設、尾號到飛行里程等等,都和實體相同且能夠同步更新,唯一不同的是,它只存在於虛擬世界!

這個概念被稱為「數位分身」(Digital Twin),最早由美國國防部提出,由於飛機動輒牽涉到數百條人命,造價高、交期長,所有零件設計、製造環節高度複雜,皆須通過國際適航標準的檢驗。

而在虛擬空間建立真實飛機的模型,利用感測器與飛機真實狀態同步,完全擬真,在每次飛行後,將採集到的各種數據,透過物聯網傳送到飛機的「數位分身」中,即時分析評估是否需要維修或調整,也可進一步優化飛機性能,改進設計,減少故障率。

在今年6月的巴黎航空展上,波音公司公開表示,歷經787多次延遲交付的慘痛教訓後,未來在打造新的中型客機時,將會採用數位分身技術,並且根據客戶反饋的大量資訊,進一步分析新飛機的設計、生產和試驗等環節,目標是要打造出一架兼具單通道飛機的經濟性,以及雙通道飛機舒適性的新機型。

根據波音公布的時程,新的中型客機計畫將在2018年底、或2019年初啟動,2024年開始飛行試驗,2025年投入商業運營。從計畫啟動到正式載客飛行,耗時七年時間。隨後,波音也宣布將深化產品生命周期管理(PLM)解決方案商達梭(Dassault Systèmes)的合作夥伴關係,在商用飛機、航太與國防專案上,擴大使用達梭系統產品。

達梭是誰呢?它一家專注於3D體驗的公司,其提供的3D EXPERIENCE平台能模擬產品和流程,在投入生產前,早一步發現並消除潛在風險和品質問題。達梭是這樣描述自家的核心服務:「為企業提供虛擬空間以發想永續創新,透過虛擬世界改善真實世界的可能性」,而這不正是數位分身的體現嗎?

虛擬攣生兄弟,讓企業更了解自己

事實上,在未來三到五年內,數位分身的技術將被擴展至各種造價高、安全需求高的產品上,好比說工廠內的重要機台、關鍵機具等實體物品,皆可能搭配一套獨立存在的動態軟體。就像是在虛擬世界中多了一位神祕的雙胞胎,企業可利用數位分身主動設計生產流程、預測設備故障或提升營運效率,並輔助產品開發。

研究機構Gartner預言,數位分身是今年度的十大科技趨勢之一,對組織具備戰略意義,影響範圍和用途不斷擴大,也象徵虛擬和實體世界的分界逐漸消融。

看準數位分身趨勢,相關業者也陸續開發了新的服務。像是工業軟體大廠參數科技(PTC),將自家的軟體解決方案導入工業物聯網平台,可連接真實世界的物聯網資料,設計師可使用實際數據取代假設,將真實數據融入工程之中,進一步瞭解產品使用與運作情形,並將感測器納入設計流程,主動設計出具備客製化資料流(data streams)的產品,為物聯網產品設計帶來新的可能。

又像是德國西門子,日前才收購LMS和CD-adapco這兩家仿真軟體公司,目的正是要增強自家工業軟體產品在數位分身方面的技術。

西門子的企圖很明顯,透過高度客製化的軟體服務,讓企業能夠更純熟地利用數據,針對特定市場和消費族群打造新產品,加快決策速度,再透過數位分身技術,成為全方位的整合供應商,打造售後服務和維修商的產品生態系統。

數位分身就像是物聯網的未來,透過各種數據打造的虛擬化身,讓使用者可用更低的成本、在更安全的環境中,從研發、生產、測試到產品售出後,仍不斷地分析和測試,為的是更加了解自己的產品。

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