“科学设计是从制造大国走向制造强国的关键。”9月23日举行的“2022年度21世纪科技峰会”上，中国工程院院士谭建荣如是说。
他表示，要自主创新，设计要先行。要成为制造强国，首先要科学制造，科学制造则首先需要科学设计，设计程序化、可视化则是科学设计的保证。
谭建荣指出，当前新一代信息技术拥有四个显著特点，包括从互联网到物联网、从虚拟现实到增强现实再到近来的元宇宙、从网络计算到云计算、从机器学习到深度学习，在这些技术演变的过程中，也形成了包括工业互联、混合现实、大数据、人工智能等交叉领域。
而做智能制造，首先需要做好数字制造，它主要涉及数字设计、智能加工、智能装配、数字化装配以及数字化、智能化服务等环节，这些背后则需要大量使用数字孪生技术，“数字设计叠加数字孪生，能够帮助企业在产品设计过程中实现交互反馈、数据融合，从而实现决策迭代的优化”。
在谭建荣看来，将虚拟现实与实际技术结合，通过数字样机替代实验样机进行产品功能验证、性能分析，能够降低产品开发成本、缩短产品开发周期，亦是帮助企业自主研发、自主设计、自主创新的主要手段。
此外，谭建荣提及，西门子基于数字孪生理念构建了整合制造流程的生产系统模型，形成了基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的企业镜像，并在安贝电子制造工厂中实现了应用，亦最大程度实现了生产过程自动化、个性化、弹性化、自我优化和提高生产资源效率、降低生产成本的全新生产方式，从而大大提升了生产效率、节约生产资源、降低生产成本。
面向未来，谭建荣认为数字孪生呈现三大发展趋势。首先是拟实化趋势，涉及多物理建模，建立产品数字孪生体、继而充分发挥产品数字孪生体模拟、诊断、预测和控制作用的关键。
第二个趋势则是全生命周期化，亦即从产品设计和服务阶段向产品制造阶段延伸。
此外，集成化、与其他先进技术融合也将成为全新趋势。现阶段数字孪生体的各个环节之间仍然存在断点，如何将数字纽带技术作为基础技术，并结合新一代信息与通信技术、大数据分析技术、增强现实（AR）技术等先进技术有机融为一体，是数字孪生的下一个研究方向。
【记者】郜小平
【作者】 郜小平
【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端
