编者按：近年来，我国加快数字化发展战略部署，全面推进制造业数字化转型，促进数字经济与实体经济深度融合。以物联网、云计算、人工智能为代表的数字技术发挥重要作用。无锡是我国物联网启航之城，也是国家唯一的传感网创新示范区。十四年产业深耕，一批物联网赋能行业发展典型案例涌现。聚焦物联网赋能制造业数字化转型，在2023物联网博览会召开之际，新华社中国经济信息社推出系列案例解读，旨在通过典型案例的经验总结和推广，助力物联网更好赋能实体经济高质量发展。
汽车行业是国民经济的重要支柱产业，产业链长、涉及面广、带动性强、国际化程度高。但长期以来，因汽车生产制造过程高度离散，普遍面临生产规划验证难、实时优化决策难、实时总控调度难、生产状态评估难等问题。
无锡雪浪数制科技有限公司（以下简称“雪浪云”）联合吉利汽车、中国联通，以雪浪OS智能制造数字底座系统为基底，利用离散事件仿真、数字孪生、AI等新技术，在某汽车工厂率先建设“基于设计制造协同与工业互联网的虚拟制造平台应用场景”，打造实时仿真、自主优化的数字孪生工厂，帮助工厂预演生产计划、优化产线布局、管控物流调度等，助力企业全面提质降本增效。
依托三层架构，打造数字孪生解决方案
一直以来，制造业的数字化因多学科多领域交叉，涉及链路长，创新突破困难。作为国产工业软件企业的代表，雪浪云持续研发“工业数据+工业机理”驱动的智能制造数字底座——雪浪云工业互联网平台（雪浪OS），基于“数字底座+工具箱+工业软件”的模式，持续赋能制造业数字化转型，推动更多系统性解决方案在制造业场景中落地生根。
汽车制造是制造业实现创新驱动、转型升级、由大变强的主战场。但由于汽车制造是典型的离散制造过程，生产突发状况频发，生产计划执行难、生产策略调整难，客观上降低了生产效率，并导致成本控制难度大，库存压力高。推动汽车行业提质增效，关键是要让汽车生产要素无缝衔接、设备和人员高效运转。
基于在制造业数字化领域的探索实践，雪浪云联合吉利汽车、中国联通，在某汽车工厂以雪浪OS智能制造数字底座系统为支撑，借助“数字底座+工具箱+工业软件”三层架构，率先建设“基于设计制造协同与工业互联网的虚拟制造平台应用场景”，搭建实时优化调度算法框架，结合离散事件仿真技术，完成生产系统的实时数据接入、仿真、分析与优化，帮助工厂预演生产计划、优化产线布局、管控物流调度等，为工厂提供全方位的数字孪生解决方案。
建设虚拟工厂，布局汽车生产全线优化
“基于设计制造协同与工业互联网的虚拟制造平台应用场景”通过雪浪OS智能制造数字底座系统内置模型库构建虚拟工厂，同时接入、处理多源异构数据和工艺规则配置，进行实时数据交互与算法集成。基于系统强大的仿真引擎，输入每日生产计划，在虚拟工厂“预演”的基础上，进行分析、优化、评估，及时发现生产运行中存在的问题和风险，仿真结果反馈至优化引擎，寻找最优生产序列并智能调度现场设备。
该场景通过三大创新，完成对设备数采数据、工厂模型、运营数据、产线数据、排产调度模型、算法模型等数据的虚拟验证及智能调度，支持从研发到管理、从车间到工厂、从物流到产线的全生命周期优化。
实现大规模数据处理和实时响应。该场景利用云计算提供强大的计算和存储能力，利用边缘计算在接近数据源的地方进行实时分析和决策，共同实现大规模数据处理和实时响应。
支持快速搭建离散仿真模型。场景通过离散仿真工具箱快速搭建离散仿真模型，开展生产与物流的仿真分析，完成生产系统的实时数据接入与优化。
帮助工程师高效构建各类工业场景APP。融合先进的工业软件集成开发环境和混合建模与联合计算技术，工程师采用场景内丰富的组件库和图形化编程方式，能够便捷高效地构建各类工业场景的应用程序，极大缩短开发流程。
开启柔性制造，实现发展效益最大化
目前，汽车主机厂在建厂、技改、实时生产等过程都需用到此类生产系统仿真软件，而国外软件虽然功能成熟，但价格高、维护贵，难以适应定制化业务需求。
聚力柔性制造，“基于设计制造协同与工业互联网的虚拟制造平台应用场景”打造出高度精细、高度拟真的数字孪生工厂。
工厂完善了企业数字化、智能化研发设计环境，通过产线孪生平台，降低研发、制造、运维成本，提升协同设计和创新效率，并带动离散制造企业的产业链上下游部件供应商进行库存物流规划以降低成本。
“批量生产时代逐渐被动态化生产所替代，数字孪生工厂通过对数据与工业领域知识的交叉计算与利用，帮助企业找到新的业务规律，开启柔性制造可能。这不仅证明国产自研软件的实力和应用成效，还兼具经济效益、管理效益、社会效益。”雪浪云CEO兼创始人王峰说。
数据显示，该场景在某汽车工厂成功试点，助力该工厂降低库存量25%，缩短生产周期10%，每年节煤850吨，节约能耗可支撑1个年产7万台生产基地工作一年。
据介绍，下一步雪浪云将对该场景的深度、广度、技术等层面进一步优化。深度层面，将虚拟制造从先知、先觉，逐步扩展到智控与全局智能调度；广度层面，将虚拟制造逐步覆盖OTD全价值链；技术层面，将依托工艺设计中的仿真数模构建，异构数模转化中的轻量级集成，及设备运营中的数据接入，构建基于实时数据，虚实同步的全生命周期工厂数字孪生。（殷晴）