随着全球对新技术和零部件需求的不断加速，对高科技制造业而言，保持满足市场需求所需的吞吐量也变得越来越具有挑战性。

世界进入工业复兴大约已有十余载，众多行业开始向数字化转型；手动流程已变成了自动化系统，尖端技术取代了老旧的数字技术。需要构建复杂的新客户体验，对组件、设备和技术需求的爆炸式增长起到了推波助澜的作用，因此高科技行业（高科技）已成为在我们这个社会实现创新的重要驱动力。

对于制造商而言，在将运营控制在预算范围内的同时，保持满足这些需求所需的产量，是一项巨大的挑战。制造商可以通过利用数字化解决方案来消除这一差距，利用该解决方案，他们可让新产品、设备以及生产流程的完美计划可视化，进而执行经过优化的制造运营。

一、高科技制造企业面临的挑战

01、技术快速更新换代

高科技制造业的核心是技术创新。随着科技的不断发展，新技术、新材料和新工艺不断涌现，企业需要不断跟进并应用这些新技术，以保持竞争力。然而，这也意味着企业需要投入大量资源进行研发和技术更新，这对企业的资金和技术实力提出了很高的要求。

02、市场需求快速变化

高科技产品的市场需求变化迅速，消费者对于产品的性能、功能和品质要求越来越高。企业需要密切关注市场动态，及时调整产品策略和生产计划，以满足市场需求。然而，市场需求的快速变化也增加了企业的经营风险。

03、国际竞争压力

高科技制造业是全球化的产业，国际竞争非常激烈。企业需要不断提升自身的技术水平和产品质量，以在国际市场上获得竞争优势。同时，国际贸易环境的变化也可能对企业的出口业务造成影响。

04、人才短缺

高科技制造业需要大量的高素质人才，包括研发人员、技术人员和管理人员等。然而，由于人才培养需要时间和资源投入，人才短缺成为制约企业发展的重要因素之一。

05、知识产权保护

高科技制造业涉及大量的技术创新和知识产权。企业需要加强知识产权保护意识，采取有效措施保护自身的知识产权成果，同时，也需要防范他人侵犯自身的知识产权。

06、环保和可持续发展压力

随着全球环保意识的提高，高科技制造企业需要关注环保和可持续发展问题。企业需要采取有效措施降低生产过程中的能耗和排放，提高资源利用效率，以实现绿色生产。

二、虚拟孪生体验在高科技制造业中的优势

虚拟孪生体验是一种利用数字技术创建物理产品或系统的虚拟副本的技术。这种技术可以模拟物理产品或系统的行为，从而允许工程师在设计阶段就预测和优化产品的性能。

01、无限仿真

高科技制造商缺乏时间、资源来试验和寻找最佳设施布局，而且工艺通常局限于使用性能有限的较早成熟方法，对其进行改进。虚拟孪生体验不仅允许以数字方式进行此类试验，而且还可在花费宝贵的时间和资源变革现实世界的运营之前确定最佳配置。

02、持续改进

虚拟孪生体验可在虚拟世界与现实世界之间建立闭环连接，使仿真计划能够立即地执行。与此同时，可从制造中捕获实时更新，为虚拟孪生体验提供信息，使其能够不断完善并优化流程，从而实现更长期的战略。

03、改善人为因素

工作场所的安全很重要，但一些不安全的工作情况在事故发生之前可能不会立即显现。通过真实世界的数据输入，虚拟孪生体验能够仿真工作人员在设施中的操作并解决安全问题，例如识别可能造成重复性劳损的装配任务或制定社交距离措施。

04、增加敏捷性

迫于竞争压力，高科技制造商在生产时间短的情况下，利润率会受到抑制，因此在配置装配线时，停机成本很高。虚拟孪生体验通过提前仿真转换并确定最快速、最低成本的转换方式，最大限度地减少停机时间，从而可让制造商变得更加灵活。

05、全球协作

工程部门和制造部门之间常常存在数字“分歧”，这不仅会浪费时间，而且还会影响质量。基于云计算的虚拟孪生体验有助于利益相关方共享详细信息和动画3D模型，因此可实现所有部门的协作和信息输入，从而带来最佳运营。虚拟孪生体验中的仿真甚至可以计算外部因素如何影响生产流程，从而提高优化配置的准确性。

06、工业物联网集成

现代生产设备大多由传感器驱动，会产生大量实时数据，其中大部分可用于质量控制和生产监控。虚拟孪生体验现在可以实现的集成水平可使现代工厂运营对工程师和管理人员完全透明，有助于提高优化程度。

07、知识保留

从传统上讲，失去有丰富制造商流程知识的重要人员或者将原有过时设备的代码转换为新系统，阻碍了老式高科技制造业务。这些问题不再困扰依赖云计算虚拟孪生体验的制造商，该体验不仅整合了云计算的所有信息，而且还可确保数据的连贯性。

高科技制造商可通过利用由3DEXPERIENCE平台提供支持的虚拟孪生体验实现的无限可能，优化运营并最大限度提高收益。通过提高工艺以及设计、工程和制造之间的一致性，高科技制造商可实现使其业务更具竞争力所需的敏捷性和同步性。

三、虚拟孪生体验如何推动高科技制造企业转型

当高科技制造商选择采用数字化转型时，他们可以克服众多常见的约束，切实实现高效、极富竞争力和可持续的运营，从而使他们能够：制定战略计划以实现高效的制造设施和流程；优化运营，以实现成本和时间的节约，同时最大限度地提高产量；快速应对以减少制造执行过程中的突发事件；对于高科技转型，虚拟孪生体验可以提供以下方面的推动力：

01、优化产品设计

通过虚拟孪生体验，工程师可以在数字环境中测试和验证产品的性能。这大大缩短了产品开发周期，减少了物理原型制作的需求，降低了开发成本，并且允许更快地进行设计迭代和优化。

02、增强模拟和预测能力

虚拟孪生体验可以提供高度的模拟和预测能力，使工程师能够在产品开发过程中更早地发现和解决问题。这有助于减少产品故障和性能问题，提高产品质量和可靠性。

03、支持远程协作和培训

虚拟孪生体验可以创建共享的数字环境，使不同地点的团队成员可以实时协作和沟通。此外，虚拟孪生体验还可以用于培训新员工或提高现有员工的技能水平，使他们能够更快地适应新的技术和工作环境。

04、实现智能化运维

虚拟孪生体验可以实时监控物理产品或系统的运行状态，并提供预测性维护功能。这有助于减少设备故障和停机时间，提高生产效率和可靠性，同时降低维护成本。

05、推动创新和研发

虚拟孪生体验为工程师提供了一个强大的工具，使他们能够在数字环境中探索新的设计理念、材料和制造工艺。这有助于推动创新和研发，加速高科技转型的进程。

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撰稿：成都恒睿

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