在湖北武汉光谷华工科技产业园内,一块大屏幕正实时呈现着虚拟车间与真实产线的同步运行:机械臂的每一次摆动、自动导引车的每一趟往返、传送带上每件产品的移动,都在数字空间中得到完整映射。这种“虚实结合”的效果,源于一套名为“数字孪生”的技术系统。

  所谓数字孪生,是指在虚拟世界中按照1∶1比例复刻一个物理实体——它可以是一条生产线、一个车间,乃至整座工厂。

  “很多人以为数字孪生就是把车间‘搬’到屏幕上,但实际上,它更核心的价值在于仿真与预测。”华工科技智能制造业务板块筑镜产品部负责人胡少雄表示。几年前,他还是一名互联网企业的游戏开发工程师。

  “虚拟产线上的设备能与现实设备实时联动、相互映射,甚至还能反向控制物理设备,这种闭环机制非常吸引人。”胡少雄说,这让他意识到三维建模与仿真技术在工业领域有着更广阔的应用前景。

  看准了制造业数字化转型的机遇,他决定转型成为一名数字孪生应用技术员。如今,胡少雄已是该领域的技术骨干,他的职业经历也反映出数字技术人才向实体经济流动的新趋势。

  近年来,随着智能制造不断深入,数字孪生技术已从概念阶段逐步落地到实际车间。

  过去,企业新建一条智能产线,通常要先搭建中试车间,待设备安装完毕并运行起来,才能发现空间干涉、节拍不合理等问题。若需调整,则要经历停工、拆装、调试等多个环节,周期漫长且成本高昂。而在数字“孪生体”上,工程师可以提前进行模拟运行,及时发现问题并优化方案,从而大幅降低成本。“不用动一颗螺丝,就能把产线的问题摸清楚。”有客户在项目交付时如此感叹。

  数字孪生不仅要实现“看得见”,更重要的是做到“算得准”。胡少雄介绍,以切割工序为例,不同订单的零件形状各异,对应的切割方法和时间也各不相同。传统仿真软件往往只能给出一个“平均时间”,而借助数字孪生技术,系统能够实时解析图纸,动态计算每批工件的具体路径和耗时,从而为生产提供更精准的指导。

  “数字孪生的价值不仅在于反映当下,更在于预知未来。”胡少雄说。通过实时采集设备运行数据,系统能够预判故障发生的可能性。在某钢结构客户的生产车间,数字孪生系统对切割机故障的提前预警,帮助产线避免了非计划停机,运营管理效率提升了5%。

  建设数字孪生系统,不仅提升了运营效率,还催生了工艺验证、智能巡检、虚拟培训等一系列新应用场景。

  “比如,虚拟培训就很受企业欢迎。”胡少雄说。以往新员工直接上真机操作,存在损坏设备或引发事故的风险,只能避开生产时间进行练习;如今在虚拟环境中,学员可以反复演练高危或复杂工序,既不影响产线正常运转,也无需担心“试错”带来的成本。

  在胡少雄看来,数字孪生的高阶形态是具备“自感知、自决策、自执行”能力的智能体,而这离不开传感器、人工智能算法以及通信技术的协同发展。

  越来越多的年轻人正投身于这个“连接虚实”的新兴领域。

  “我们部门的研发人员平均年龄在28岁左右。”胡少雄介绍,从物联网、计算机、工业工程运筹优化到人工智能算法应用,不同专业背景的青年正加速向制造业数字化一线汇聚。

  有报告显示,大学毕业生到先进制造业和现代服务业就业的比例正在稳步上升。2025届本科毕业生在电子电气设备制造业、机械设备制造业、交通运输设备制造业的就业比例,分别较2021届提高了0.8个、1.6个和1.0个百分点。

  让技术扎根于车间、产线、设备,青年正成为新产业的建设者。他们写下的每一行代码,正推动工厂“运行”在数字世界之中。(谢玮)。