（原創） 袁小方 張俊
全球最大的工業展漢諾威工業展，即將于4月下旬開幕， 今年的漢諾威展將以“工業轉型”為主題，聚焦工業4.0、人工智能、5G和智能物流等最新產品和行業趨勢，數字化和過去一樣，會繼續成為其中的熱點話題。在剛剛過去的2月19日，歐盟也正式發布“歐洲數字戰略”，其中從不同的方向給企業的數字化制定了詳細的戰略和規劃，其中數字孿生體被多次提及，該戰略明確提出 “數字孿生體在制造業可以給產品、流程及系統構造虛擬模型，虛擬模型能夠基于數據分析、提前預測機器什么時候會發生故障，通過提供預測性運維來提高效率。”并要求企業在政府的支持下，開發通用的平臺，提供不同的云服務接入，確保數據的安全存儲和分享，提供從人工智能到仿真、建模、數字孿生和高性能計算資源。歐洲數字戰略除了強調工業上的數字孿生應用，甚至提出從2021年開始建設“地球數字孿生”，通過大數據支持氣候變化、循環經濟、零排放、保護動物多樣性等項目，可見數字化和數字孿生已經被上升到何等重要的程度。
數字孿生體Digital Twin這一名字最早出現在美國空軍實驗室2009年提出的“機身數字孿生體（Airframe Digital Twin）” 概念中，2010年美國太空署NASA《建模、仿真、信息技術和處理》中直接引用了”數字孿生體”這一叫法。過去十年來，隨著GE和美國軍方等引入該概念、技術并領先落地應用，逐漸被企業和業界人士所接受并認可，成為繼“工業4.0”后另一炙手可熱的話題。可以預見接下來的十年，數字孿生體將逐步過渡到深度開發和大規模應用階段。Digital Twin近年進入國內以來，有各種不同的翻譯，有翻譯為“數字雙胞胎”、“數字孿生”和“數字孿生體”等，個人更傾向于用“數字孿生體”這個叫法，它更能準確表達所包含的概念和應用。數字孿生體的定義也有多種，但是其指向的內涵與應用基本相同，其中我更喜歡著名咨詢機構德勤的定義，簡潔清晰而且闡明它的功用：“數字孿生體是某一物理實體（或過程）的歷史或當前行為的數字化描述。這是一種持續化的數字化描述，有助于優化業務績效。”
在工業領域，數字化轉型正如火如荼的進行，無論是在美國、歐洲還是中國，工業生產與最尖端通信技術互相融合，逐漸步入全自動化時代，隨著AI人工智能的發展，結合人工智能的技術，工業生產也將完全實現智能化與萬物互聯。在這個跑道上沒有一個國家和企業愿意落后于他人，都在互相追趕學習中進步。
威圖作為機柜行業的領導者與創新先鋒， 基礎業務是傳統的工業與IT機柜的生產和銷售，加上機柜溫控與機柜配電業務，目前每項業務都做到了全球第一和第二的位置，是業內毫無爭議的隱形冠軍。面對數字化的浪潮，在過去數年間，作為工業4.0的踐行者和先鋒，
威圖已經從傳統的機柜系統的供應商成功轉型為電氣柜集成的價值鏈供應商，并在價值鏈的每一個環節實現了數字化。另外威圖近年來收購了一些IT基礎設施、云服務與大數據的公司，來滿足工業對于數字化的需求。
易盼（EPLAN）作為威圖的姊妹公司，作為全球工程設計和項目管理領域軟件解決方案服務商，EPLAN專注開發CAE工程解決方案，并為客戶優化設計流程提供專業化建議。全球45,000多家知名用戶已借助EPLAN公司軟件產品與服務確保其競爭地位。威圖聯合易盼，將威圖的硬件解決方案聯合EPLAN軟件行業的設計、集成與咨詢能力，在電柜集成的各個環節有效幫助客戶大幅提升企業智能與數字化效率。
眾所周知，電氣柜集成主要包括四個環節：
第一：規劃與設計
規劃與設計也是數字化的起點， 是從虛擬層面設計產品—從合理的工程設計到實際使用全過程。易盼EPLAN可以提供最為先進的電氣工程軟件，工程師可以在Data Portal中直接在線訪問眾多產品制造商的高質量產品目錄，快捷、方便地查找標準化通用產品數據，與人工流程相比，項目規劃可節省大量時間。
在設計與畫圖過程中，通過EPLAN P8系統設計軟件，可使用易盼數據門戶，為您在設計階段之初節省時間，且給您帶來延續至調試階段的全過程優勢。易盼Pro面板使您能夠通過3D建模來設計和開發能源控制控制柜、開關設備及配電系統。僅需使用一次應用軟件即可處理多重工程設計任務——從生成電路圖到安裝圖3D規劃，再到模擬接線。易盼的數字孿生技術基于所有工程設計數據創建3D虛擬模型。數字孿生技術為人工流程環節以及電氣部件安裝集成各環節（如機械加工、線纜預加工、配線及端子裝配等）的自動化和數字化帶來巨大機遇。數字孿生包含下游環節的所有信息，可按照要求的深度和時間用于各個環節。數字孿生是數字化的核心元素，也是安裝集成和開關柜制造環節優化、自動化和實施的基礎。
數字化的需求將仿真推到一個新的高度，威圖可以通過Ritherm熱管理軟件實時仿真柜內的熱量損失和熱點模擬，提供最優的產品選型及配合，以及空調最佳的安裝位置。通過數字孿生技術，可以按照通風要求，通過熱點和禁區可視化來避免規劃錯誤，有效的避免柜內熱量集聚造成的電氣元器件過熱引發設備宕機以及火災事故等，并降低成本且提高生產運營效率。威圖Ritherm軟件可解決溫控要求的所有復雜計算問題。該軟件能夠打造定制化解決方案，且其結果可用于歸檔。易盼Pro面板的“熱學設計整合”功能還可用于合理布置機柜內的選定部件并提高規劃的熱學可靠性。RiTherm符合機柜冷卻裝置的EC/TR 60890 890 AMD 1和DIN 3168標準。
第二：采購端的數字化
現代ECAD系統不屬于獨立式解決方案，客戶IT基礎設施深度整合功能能夠將生成的物料清單自動轉移到現有的ERP系統中，用于報價和物料采購。 理想的工程設計解決方案不僅僅包括市場主流ERP、PDM和PLM系統的標準化接口，還包括將軟件整合到客戶IT系統環境的個性化工具。
通過EPLAN軟件，工程師計好圖紙，自動跑出BOM表后，采供工程師和電氣工程師可以方便快速的利用威圖線上RiCs配置程序進行機柜系統產品選型并做配置，包括附件的選型，安裝板和機柜門板側板的開孔等，也可以通過power engineering軟件來進行柜內配電元器件的配置選型，并完全符合IEC61439標準。
通過數字化手段完成物料選型后，威圖網店Online shop集成式產品搜索器使您能夠快捷、簡便地選擇適合的解決方案包括附件等， 揀選功能可用來向各項目購物車添加內部產品，簡化整個過程，目前在德國已實現以凈銷售價格的形式呈現產品價格。通過EDC電子數據交換體統，電子訂單處理自動化，過程更高效、更可靠，另外也可以降低處理成本——減少因手動處理造成的錯誤，還可以可通過二維碼獲取產品信息。威圖提供威圖產品掃描App。 該App可掃描二維碼，讀取內容，獲取數據表、操作說明、認證及附件詳情、備件及服務等所有相關產品信息。該App還可生成掃描清單，導出CSV格式的掃描產品清單供后續使用，可通過電子郵件轉發，還可在掃描歷史中追蹤已掃描產品。
第三：生產端的數字化
在機柜生產領域，威圖是第一家按照工業4.0的理念，數字化生產機柜的廠家。在威圖德國的海格工業4.0工廠， 已經數字化生產并交付下一代的AX機箱產品，智能化與數字化貫穿整個生產與交付環節。
而在電氣柜的集成階段，線纜處理（切割、剝線、壓線），機柜開孔、端子裝配及元器件安裝等環節缺一不可。而威圖在每一個環節都完全打通了數字化的鴻溝，從PLAN產生虛擬樣機到導出3D模型和數據貫穿整個集成的過程，完美實現了價值鏈的閉環。另外威圖也提供各種從自動線纜處理設備、自動開孔設備和安裝工具。而數字孿生在集成的過程中扮演著至關重要的作用，如制備不同長度部件（如DIN導軌、支撐軌、電纜槽及電纜槽蓋），裝配元器件所需的全部鉆孔數據等都需要基礎的數據。 舉例來說，Secarex AC 18切割中心可精準剪切線纜槽、蓋板及DIN導軌，通過數字孿生手段可比手工加工節省超過一般的時間，而且可以減少廢料產生，降低物料成本。
而使用Perforex BC機柜自動開孔設備，可以直接將Eplan里的開孔數據導入到設備中進行快速高精度無差錯的自動開孔。與手動加工相比，碳鋼加工速度是原來的8倍，不銹鋼加工速度是原來的20倍， 即使Perforex BC每年只加工150臺機柜，僅需2.5年即可收回成本，而且單機編程簡單易學，程序可重復使用，一個高中或技校生即可操作，可節省大量人力。
第四：運維端的數字化
得益于威圖的數字化和智能控制技術，可以確保電氣柜系統實時提供所有操作、服務和能源數據的智慧數據分析功能，如機柜開門和操作的智能監控和分級，內部溫濕度報警、火災報警、防盜報警、電壓電流監測等，所有智慧服務可按需實現。企業無需定期進行維護，只需在發生異常情況時采取措施。這有助于提高設備可用性并降低成本。本人在“機柜空調的智能預測性運維”的文章中提出具體的應用案例。如機柜系統匹配的空調，無論是在高速運轉的機床上還是不能任意停機的煙廠、汽車廠都至關重要，需要能夠實現智能預測性遠程運維，這時底層的可靠且實時數據必不可少，是預測性維護能夠落地的先決必要條件，機柜和空調的運行數據需要同步上傳到中控控制室和云端，維護人員可以在控制室或者使用手機即可實時訪問空調和機柜系統，讀取報警信息并規劃提前維護與替換等。
最后需要說明的是，在工程設計階段創造出產品的數字孿生模型后，在其整個生命周期內將以附加數據進行增強。訂單處理、生產、物流、監控系統——所有環節都將產生并增添數據，幫助企業更深入地理解產品，更高效地生產并持續改善產品。，
威圖和易盼，作為您在電氣控制行業強有力的合作伙伴，通過價值鏈上的數字化決方案，助力控制柜和開關柜制造的可持續發展。
