如今，許多產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的設(shè)計、測試與優(yōu)化都在數(shù)字化世界中完成。然而，直到不久前，工廠仍然因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)的復(fù)雜性而無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。現(xiàn)在，來自西門子中央研究院（CT）的研究人員已研制出能對工廠進(jìn)行三維可視化的工具。這將實(shí)現(xiàn)過程透明，從而有助于避免代價高昂的規(guī)劃失誤。

　　大約一年前，西門子中央研究院（CT）的研究人員在西門子數(shù)字化日上展示了可視化的概念。也正是在這次活動上，他們遇到了德國安貝格數(shù)字化工廠集團(tuán)的Philipp Bierschneider。Bierschneider負(fù)責(zé)為改造生產(chǎn)工廠提供支持。他帶領(lǐng)的一支團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)優(yōu)化從數(shù)字模型到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)換過程。他與CT研究人員的這次會面碰撞出了火花。很快，兩支團(tuán)隊(duì)共同參與了一個試點(diǎn)項(xiàng)目，并開發(fā)出西門子在安貝格的電子器件工廠車間的三維“數(shù)字化雙胞胎”。研究人員將他們的愿景描述為“從掃描到云端再到移動端”。現(xiàn)在，這個愿景正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這個項(xiàng)目徹底變革了建筑物的規(guī)劃方式和設(shè)備部署方式。研究人員可以借助激光掃描儀生成建筑物及其設(shè)備的虛擬圖像，并在云端以低成本處理這些數(shù)據(jù)，最后在智能手機(jī)或平板電腦上將之可視化。

　　虛擬3D數(shù)據(jù)可用于以優(yōu)化配置來管理工廠內(nèi)區(qū)域和生產(chǎn)設(shè)備的配置。

　　研究人員預(yù)計，工作人員很快就可以在實(shí)際建造或安裝設(shè)備之前，在虛擬工廠里部署虛擬設(shè)備，甚至執(zhí)行虛擬調(diào)試。由于這項(xiàng)技術(shù)的誕生，相關(guān)人員在規(guī)劃階段就可以利用三維雙胞胎來優(yōu)化正在規(guī)劃或已建成的工廠里的每臺設(shè)備的布置。這樣不僅節(jié)省時間，而且能夠提前避免規(guī)劃失誤。Bierschneider解釋道：“這種失誤往往要到施工或轉(zhuǎn)換階段才會暴露出來。令人費(fèi)解的是，如今，產(chǎn)品和生產(chǎn)過程通常都有‘?dāng)?shù)字化雙胞胎’，但工廠車間的空間卻依然依靠人工測量。有時這需要耗時數(shù)日，還經(jīng)常會出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的問題。”

　　來自高空的干擾因素

　　簡單來說，二維平面圖并不能顯示高處的物體，如柱子、窗戶和電源線。所以，機(jī)器有可能礙于上方電源線或運(yùn)輸路線上的障礙物而無法被放入規(guī)劃位置。也有時會出現(xiàn)某個窗口被擋住，或兩個工作地點(diǎn)間步行距離太遠(yuǎn)等情況。有了“數(shù)字化雙胞胎”，規(guī)劃人員能夠查看所有設(shè)備的虛擬視圖，從而為機(jī)器、裝飾與固定設(shè)施找到最佳位置，而這都?xì)w功于三維可視化技術(shù)。

　　有了“數(shù)字化雙胞胎”，規(guī)劃人員將不再受到二維平面圖的限制；他們還能看到三維視圖，為機(jī)器、裝飾和電源線等找到最佳豎向排列位置。

　　來自CT的Rebecca Johnson表示：“我們預(yù)計，將來，智能手機(jī)將具備足夠的計算能力來顯示這些數(shù)據(jù)。我們想利用西門子DF PL軟件Process Simulate將這些數(shù)據(jù)壓縮成CAD版本。”由此，無論是虛擬室內(nèi)游覽、樓宇導(dǎo)航和疏散規(guī)劃，還是與CAD模型進(jìn)行3D規(guī)劃對比，這些都將成為可能。未來用戶將能夠戴著3D眼鏡在虛擬房間中行走，并同時用激光筆更換物體進(jìn)行調(diào)整，直到滿意為止。他們將可以在數(shù)字化工廠車間內(nèi)自由走動，顯示圖也將根據(jù)規(guī)劃人員的頭部運(yùn)動實(shí)時響應(yīng)。

　　創(chuàng)造型人才的數(shù)字化舞臺

　　很快，這項(xiàng)科技將能計算工作路徑。目前的生產(chǎn)路徑效率低下。這意味著員工不得不避開障礙物，繞道而行。生產(chǎn)規(guī)劃將實(shí)現(xiàn)空間優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果無縫融入數(shù)字化工廠的整體虛擬生產(chǎn)規(guī)劃中。Rebecca Johnson贊嘆道：“我們能夠?qū)崿F(xiàn)的應(yīng)用還有很多。在未來，創(chuàng)造型人才可以借助‘?dāng)?shù)字化雙胞胎’在任何想象所及的房間里嘗試他們的創(chuàng)意。”工作人員甚至還可以使用尚未存在而只是3D設(shè)計的物體。