字數統計：2901字 預計閱讀時間：約6分鐘
數字孿生解決方案正在各地的智能工廠中湧現。這些工廠工廠中的房間的孿生資訊主要涉及支援實時資料采集的傳感器支援的工業物聯網 (IIoT) 系統，可提供有關流程、系統健康狀況、性能等的實時資訊。
由此産生的資料和分析可幫助企業做出可靠的預測、優化流程并做出明智的決策。但為什麼不在品質控制等其他制造階段應用數字孿生方法呢？
01 One
什麼是數字孿生以及它如何提高品質？
數字孿生是實體裝置及零件、系統、流程或場所的數字複制品，可在其整個生命周期内對其進行遠端監控和分析。在計量學中，數字孿生是從 3D 掃描資料導出的實體裝置及零件、工具或元件的幾何數字模型。
當使用精确的高分辨率 3D 掃描器建立數字孿生時，數字孿生能夠根據有洞察力的資料做出可靠的決策并執行綜合分析，以通過仿真改進品質控制、幾何尺寸标注、規劃效率和流程。此外，數字孿生也提供統計過程控制 (SPC) 分析和趨勢洞察力，以在潛在問題區域發生之前對其進行預測。
數字裝配是一種數字孿生應用程式，允許遠端位置的制造商共享 3D 掃描資料，以數字方式組裝零件并在産生成本之前模拟成品。
當使用精确的 ATOS 3D 掃描器建立時，數字孿生能夠根據有洞察力的資料做出可靠的決策并執行綜合分析，以通過仿真改進品質控制、幾何尺寸标注、規劃效率和流程。
02 Two
如何使用數字孿生技術進行品質控制
由于資料會建立數字孿生，是以啟動成功的數字孿生戰略的第一步是確定采用快速、準确且可靠的資料收集方法。非接觸式 3D 掃描器從傳感器視線内的物體表面捕獲完整資料（稱為全場資料），進而生成實體部件或物體的數字化幾何 3D 藍圖。雖然每台 3D 掃描器都會生成網格或 STL 檔案，但并非每台 3D 掃描器都适合數字孿生建立。
生産數字孿生，為品質控制改進提供機會，需要準确、高分辨率的資料。根據應用需求選擇合适的 3D 掃描器是成功采集資料的必要條件。考慮零件光潔度、尺寸和公差要求等因素——公差越嚴格，對分辨率的需求就越高。資料密度是另一個考慮因素，特别是對于小的或複雜的部件。
確定掃描器具有高測量體積，以便在零件的最小特征上收集足夠的資料點，進而全面準确地了解其形狀。由于技術的準确性和速度，結構化藍光 3D 掃描器通常是這些高分辨率數字孿生應用的首選。
在計量學中，數字孿生是從 3D 掃描資料導出的實體零件、工具或元件的幾何數字模型。
由于技術的準确性和速度，結構化藍光 3D 掃描器是建立用于品質控制的高分辨率數字孿生的首選方法。
03 Three
加強品質控制的數字孿生應用
實施數字孿生戰略的下一步是在 3D 工作空間中應用資料。當引入智能 3D 計量軟體時，數字孿生資料可用于各種模拟，以改進品質控制流程。
例如，虛拟裝配是一種數字孿生應用程式，它使用 3D 掃描資料來評估零件如何裝配在一起。來自兩個或多個零件（例如模具的兩側）的資料被彙集在一起，以虛拟驗證它們在現實世界中如何組合在一起。制造商通過使用藍光 3D 掃描器的實際資料而不是 CAD 空間中的标稱資料來虛拟驗證元件的尺寸和精确配合，進而節省時間和金錢，然後再投資于實體元件的生産和分銷。
數字裝配是支援協作品質控制的類似數字孿生應用程式。通過這種政策，偏遠地區的制造商可以共享來自精确 3D 掃描器的數字孿生資料，以數字方式組裝零件并在運送它們進行實際組裝之前驗證它們的形狀、裝配和功能。通過驗證零部件的準确組裝，制造商可以在産生成本之前驗證設計并模拟成品。例如，來自航空航天機翼和配合表面結構，或汽車車身和懸挂部件的資料被彙集在一起，以數字方式驗證它們在現實世界中如何組合在一起。
對于在全國各地設有工廠的公司，例如航空航天和汽車制造商，這種發展有助于避免返工，數字孿生資料可幫助汽車制造商通過數字化組裝元件來避免返工、延誤和浪費生産時間，以確定它們适合實體組裝。
借助來自藍光 3D 掃描器的數字孿生資料，可以将汽車車身和懸挂元件放在一起，以數字方式驗證它們在現實世界中的組合方式。
04 Four
利用數字孿生資料克服品質控制挑戰
使用精确的數字孿生進行仿真還可以幫助克服特定品質控制應用程式常見的挑戰，以按預期制造元件。變形稱為翹曲，是注塑零件或使用可延展材料的制造商（例如塑膠加工商或添加劑制造商）的品質控制的常見問題。品質控制中的翹曲通常是由次優材料或工藝參數引起的不均勻收縮引起的，很難解決。
在某些情況下，識别和量化在無張力狀态下發生的整體翹曲有助于工具制造商了解工藝。然而，整體翹曲通常不是功能性問題，有時會随着組裝而消失。檢查通常與安裝或組裝狀态有關；是以，單個零件中存在的全局翹曲會疊加并歪曲測量結果。
是以，傳統上通過測量處于組裝或夾緊狀态的零件來補償翹曲。在現實世界中，夾具迫使零件進入過度限制狀态，以模拟補償翹曲所需的組裝情況。但是，在可能沒有固定裝置的早期生産階段，這不是一個可行的解決方案。
在某些情況下，預算可能不允許投資建設，借助智能 3D 計量軟體和藍光 3D 掃描器收集的高分辨率資料，制造商可以使用仿真來克服品質控制挑戰。
用于計量的數字孿生提供有關實體元件的健康狀況、趨勢和尺寸的快速而準确的資訊，以獲得更深入、更有價值的見解。
使用智能 3D 計量軟體和準确的藍光 3D 掃描器收集的高分辨率資料，制造商可以通過将實體零件的數字孿生置于虛拟夾緊狀态來模拟此過程，進而可以像檢查零件一樣檢查尺寸已經處于總裝狀态。用于翹曲虛拟補償的算法可以在沒有機械夾具的情況下檢測過度限制的基準條件。
然後調整數字孿生，并自動重新計算檢查結果。制造商可以在夾緊和松開狀态之間快速切換，以從評估中檢索所需的資訊。這種消除翹曲的現代化方法用數字孿生資料和算法驅動的可靠計算取代了實體固定裝置，以降低複雜性，在實體世界中執行該過程所花費的成本和典型時間。來自精确 3D 掃描器的資料還支援可靠的模流模拟，以計算材料特性将如何成型。使用數字孿生資料進行仿真可以預測和預防品質控制問題，進而更快地生産出更好的零件。
05 Five
曆史數字孿生資料以超越其生命周期
曆史數字孿生資料為制造商提供了可追溯性，有助于消除重複并通過在零件的整個生命周期中快速比較其狀況來優化品質控制。将數字孿生資料編目到每個生産元件的序列号，便于将來檢索以進行比較或複制。
除了将零件群組件數字化之外，公司還在掃描他們的最終工具，以計劃工具磨損和生産中可能出現的其他不可預見的問題。制造商可以輕松共享數字孿生資料，建立互聯的虛拟生态系統，以實作組織内的互操作性、更高的可靠性、增強的性能和靈活性。通過立即通路準确的數字孿生資料、團隊、供應商，
精确的藍光 3D 掃描器為數字孿生政策提供了一個途徑。他們在每次掃描中收集的數百萬個資料點以比手動與實體系統互動更有效的方法生成實體零件、元件或工具的數字化幾何辨別。用于計量的數字孿生通過仿真改進品質控制和流程。借助有關實體元件的健康狀況、趨勢和尺寸的快速準确資訊，制造商最終可以獲得更深入、更有價值的見解。這些見解使制造商能夠根據現在和将來的準确資料做出更可靠的決策。