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您是否夢想過進入工廠的虛擬副本，無需親自到現場即可監控並準確診斷潛在問題？這個想法其實並不新鮮，實際上早在上個世紀就已經出現。但當時我們還沒有如今這樣先進的數位孿生技術。

什麼是數位孿生？

數位孿生是零件、機器或設施的虛擬環境。與專注於特定監控方面或流程的仿真不同，數位孿生可以運行任意數量的仿真，並即時同時研究多個流程。數位孿生提供雙向資訊流，用於收集運行數據，這些數據隨後可用於指導決策。

哪些應用可以從數位孿生技術中受益？

數位孿生技術在多個應用領域都展現出顯著優勢。例如，它可以應用於大型實體項目，如建築物或橋樑。這項技術也可應用於機械結構複雜的項目，例如：噴射機或風力渦輪機、汽車、卡車、火車或飛機。此外，用於發電或輸電的電力設備以及製造項目也是數位孿生技術的潛在應用領域。

然而，並非所有應用都適合採用這項技術。我們必須強調，專案越複雜，就越能發揮虛擬孿生的優勢。這類項目會提供密集且穩定的感測器資料流。因此，實施虛擬孿生需要大量的資金投入，除非能夠顯著提高生產力和效率，否則從財務角度來看，這筆投入是無法證明其合理性的。

數位孿生的優勢

話雖如此，數位孿生技術也能帶來巨大的優勢：

1. 更好的研發數位孿生感測器提供的大量數據，如果運用得當，可以縮短複雜產品的研發和設計週期，從而提高投資回報率並加快產品上市速度。此外，該技術還有助於深入了解可能的問題，以便在生產前的原型製作階段進行糾正。
2. 效率提升數位孿生技術非常適合用於鏡像和監控從特定機器到整條生產線或製造工廠的運作狀況。這項技術可以幫助您預測故障和問題，並在它們演變成實際問題之前進行修正。反過來，這將有助於在整個製造過程中保持最佳效率。
3. 生命週期管理數位孿生技術可以幫助製造商規劃生產線中設備的維修和更換方案。這可以避免代價高昂的停機時間，並節省維修成本。數位孿生技術還可以幫助規劃規劃停機時間，以便安裝與現有生產線完全相容的新設備。

數位孿生背後的硬體

就硬體而言，這項技術帶來了一些挑戰，我們將在下文中詳細說明：

相容性

數位孿生是指透過互聯網或企業內部網路互連的設備。從感測器到資料中心，您需要連接數百個設備，這些設備必須能夠雙向傳輸資料。一些最先進的製造設備會包含感測器和監控軟體。然而，有時您需要在機器上添加感測器。挑戰在於如何選擇合適的傳感器來收集所需信息，以及如何選擇正確的網關來與計算機或伺服器之間收發信息。如果您想了解更多關於感測器和網關的信息，可以閱讀以下內容。 這篇文章 和 這篇文章因此，數百台設備可能會造成庫存管理問題，這在分散式架構中很常見。務必為數位孿生體實施結構化的維護計劃，以避免遺漏已安裝的設備。

大量數據

專案越複雜或設施規模越大，資料量將呈指數級增長。因此，電腦和伺服器需要強大的處理能力。這也意味著，在嘗試建立完整的工廠數位孿生模型之前，您可能需要預先部署雲端運算、霧運算和邊緣運算能力。因此，您需要依賴可靠、快速且安全的網路（網際網路或企業內部網路）來有效率地進行雙向資料傳輸。

惡劣環境

工業數位孿生需要依賴安裝在生產車間的電腦進行資料處理，然後再將資料傳送到主伺服器。這些電腦需要具備一些特殊功能，例如無需風扇的高效散熱以及防水防塵保護。工業電腦通常需要全天候高強度運行，並且能夠承受高溫。因此，您可能需要投資購買具有相應認證等級的專用計算機，以確保其能夠在嚴苛的工業環境中穩定運作。您可以閱讀更多關於工業計算機的資訊。 這篇文章。

安全

將裝置連接到網際網路或企業內部網路時，始終會引入安全風險。隨著網路攻擊（包括數位攻擊和物理攻擊）的日益增多，您應該評估是否需要為硬體添加安全功能。您可以要求製造商添加到硬體中的一些安全功能可以在以下位置找到： 這篇文章這些功能將幫助您防止對您的網路進行實體訪問，尤其是在安全資料中心環境之外安裝的機器或電腦上。請記住，大多數攻擊旨在獲取敏感訊息，這些資訊可能被用於敲詐勒索或損害公司聲譽。如果您想了解更多信息，請訪問我們的網站。 網路安全部落格系列。

總之，虛擬孿生技術已經存在，可以成為監測、診斷和糾正工廠問題的強大工具。未來，我們可以利用虛擬實境技術「參觀」工廠，避免實際的實地考察，這對於無塵室或無人值守設施尤其重要。需要注意的是，只有當專案足夠複雜或規模足夠大時，投資此類技術才物有所值。

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