構(gòu)建機(jī)器數(shù)字孿生，不僅僅是信息組織和表現(xiàn)形式的圖形化，更在于構(gòu)建過程中，是將企業(yè)的知識(shí)體系貫穿其中，信息上下游之間的背景鏈路清晰明了。而在構(gòu)建數(shù)字孿生的過程中，可以采用“雙模數(shù)字孿生”的方式，就是將幾何模型和和機(jī)理模型相互嵌套。結(jié)合不同的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維的階段，知識(shí)體系嵌入其中，最終在使用的時(shí)候，就可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)自動(dòng)化。

　　01建立物理幾何模型，對(duì)應(yīng)物理實(shí)體

　　構(gòu)建物理幾何模型，首先是從零配件開始。例如，一臺(tái)煙草包裝機(jī)，有1.5萬個(gè)零件，需要一一建模，并且建立設(shè)備零部件庫。這些零部件庫的最小單位為零件級(jí)別，如螺絲、螺母。主要數(shù)據(jù)獲取方式，包括從CAD軟件、數(shù)據(jù)表以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪開始，構(gòu)建實(shí)體等比的數(shù)字化模型。

　　02建立機(jī)理模型，對(duì)應(yīng)運(yùn)行軌跡

　　機(jī)理模型，就是要將幾何空間的零部件，跟控制系統(tǒng)的機(jī)器動(dòng)作進(jìn)行匹配。機(jī)器的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，在幾何模型都有對(duì)應(yīng)描述作。這其中，都是通過數(shù)據(jù)標(biāo)簽，來標(biāo)識(shí)零部件的狀態(tài)，并且跟控制邏輯相對(duì)應(yīng)。例如，薄膜紙會(huì)剔除那些無法包裝的煙支和煙包。而煙支無法包裝的原因會(huì)有幾十種：薄膜褶皺、煙支重量不夠、圓周不夠圓、空投、漏氣、重量等。需要深入了解這些機(jī)理，然后將其做成模型和算法，并與幾何模型相對(duì)應(yīng)。

　　03三類知識(shí)模型的構(gòu)建

　　第一種是設(shè)計(jì)類。要設(shè)備的設(shè)計(jì)資料出發(fā)，運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，全面刻畫設(shè)備的物理屬性，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備對(duì)物理設(shè)備的真實(shí)映射，最終完成對(duì)物理設(shè)備的完全鏡像。

　　第二類是制造知識(shí)模型的構(gòu)建。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)全面的刻畫設(shè)備與產(chǎn)品之間的屬性，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備與物理設(shè)備的數(shù)字模型真實(shí)映射。制造階段所涉及的知識(shí)按其特性可分為三類：

　?。?）基礎(chǔ)知識(shí)：為裝備制造企業(yè)核心數(shù)據(jù)，企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、崗位、工種、人員、存貨檔案、固資編碼、供應(yīng)商等信息。

　　（2）生產(chǎn)管理知識(shí)：如生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品指標(biāo)、原材料清單、績效考核指標(biāo)等。

　?。?）設(shè)備知識(shí)：如供應(yīng)商、規(guī)格型號(hào)、操作說明、操作規(guī)程等。

　　第三類是運(yùn)維知識(shí)模型的構(gòu)建。基于設(shè)備服務(wù)知識(shí)模型，在采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及領(lǐng)域知識(shí)等，共同實(shí)現(xiàn)設(shè)備的多維數(shù)字孿生模型構(gòu)建。建立各種故障代碼、維修對(duì)策庫，并且提前通過虛擬模型，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器狀態(tài)檢測(cè)、故障預(yù)測(cè)以及維修策略建議等功能。

　　以上三種知識(shí)模型的建立，都離不開一套表達(dá)各種物品之間關(guān)系的知識(shí)圖譜，這是構(gòu)建在行業(yè)規(guī)則之上的編碼體系，具有很強(qiáng)的支撐作用，能夠快速建立知識(shí)模型，并且用可視化的方式，將背后的知識(shí)體系表達(dá)出來。