制造企业依托虚拟孪生技术加速可持续创新落地
当下各行各业在持续创新的同时,都在寻求降低环境负荷的全新路径,可持续发展已然成为企业长期价值增长的核心驱动力。市场对企业提出多重要求:完成脱碳转型、绿色高效利用资源、打造高韧性运营体系,同时还要更快交付高品质产品。可持续创新的核心意义正在于此:帮助企业打造更优质的产品、工艺流程与用户体验,同时为人类与地球共建健康可持续的未来。

一、当下企业面临的可持续发展难题
企业需要重构产品全生命周期内的设计、生产、分销、运维全流程。从原材料开采、能源消耗,到废弃物、碳排放、产品报废处置,每一项业务决策都会对环境产生影响。各类环境负荷在产品设计阶段就已基本定型,但企业往往到开发后期才发现各类性能与环保之间的权衡矛盾。想要真正落地可持续发展目标,企业必须依托科学数字化手段,在实体投产前完成多方案比对,预判各类方案带来的环境影响。
二、虚拟孪生如何破解各类可持续发展挑战
虚拟孪生技术正是解决上述痛点的核心工具。通过构建具备科学精准度的产品、工艺、场地、系统数字化镜像,企业可在实体制造前完成可持续方案设计、仿真与迭代建模。
下文 8 个客户落地案例,将直观展示虚拟孪生如何让可持续发展从宏观理念落地为可执行实操方案。
三、基建与城市领域:虚拟孪生赋能可持续创新
默东市政府(Ville de Meudon)
高温热浪、强降雨等极端气候频发,法国默东市政府联合达索系统,采用先进虚拟孪生技术打造具备气候韧性的可持续绿色公共空间。团队在实体改造前,对场地温度、空气流通、植被布局、地表材质开展多场景仿真测算。这套数据驱动方案完成多项落地改造:清除 870㎡不透水硬质地面、对 450㎡铺装缝隙做绿化改造,地表最高降温幅度可达 40℃。

配套成果:SIMULIA 仿真生成默东城市虚拟孪生地表温度分布可视化模型。
NAAREA 能源科技
NAAREA 正在研发 XAMR 超小型先进模块化快堆,该四代微型反应堆以长寿命核废料为燃料,可产出零碳分布式清洁能源。达索系统虚拟孪生技术为整套可持续能源方案提供设计、仿真、验证全流程支撑。企业仅耗时 18 个月,就在 3DEXPERIENCE 平台搭建完成 XAMR 首版虚拟孪生模型,为安全、可循环、脱碳能源解决方案搭建数字化底座。

配套成果:3DEXPERIENCE 平台 3DEXCITE 模块生成 NAAREA XAMR 反应堆虚拟孪生模型。
欧舒丹集团 M&L 实验室
欧舒丹集团旗下 M&L 实验室位于法国拉戈尔工厂,依托云端 3DEXPERIENCE 平台搭建工厂与产线虚拟孪生模型,兼顾员工安全生产与运营效率。依托达索 DELMIA 制造仿真、SIMULIA 多物理场仿真套件落地「职场健康(MyHealth@Work)」项目,对常规工况下难以实地观测的工位人体工效、空气流通、病原体传播、热环境开展仿真测算。这套虚拟孪生方案覆盖 200 余名员工,全面提升车间作业舒适度与安全水平,助力工厂打造清洁、绿色、高效的整体运营体系。

配套成果:云端 3DEXPERIENCE 平台可视化展示拉戈尔工厂包装产线三维模型。
远景能源(Envision Energy)
远景能源将全球风机研发全流程迁移至达索 3DEXPERIENCE 平台,践行低碳能源发展目标。依托 SIMULIA Abaqus 通用有限元求解器,企业完成风机核心零部件轻量化优化,在满足结构强度前提下,将主轴重量降低 10%。核心大件原材料消耗量显著下降,直接推动风电设备可持续研发,助力远景打造全球低碳能源体系。

配套成果:3DEXPERIENCE 平台完成定制化风机三维模型。
四、制造业领域:虚拟孪生赋能可持续创新
日本捷姆科(Jamco)航空内饰
捷姆科采用「虚拟孪生即服务」方案搭建日本虚拟创新实验室,实现飞机内饰线上评审。无需制作造价高昂的实体样机,客户即可沉浸式查看全尺寸虚拟客舱,完成饰面选型、布局评审、设计确认,省去实体加工环节。随着虚拟孪生全面推广,企业大幅减少实体样机制作、物料消耗与样机运输产生的碳排放。
罗尔・本茨(Rolf Benz)高端家具
罗尔・本茨上线云端 3DEXPERIENCE 平台,整合 SOLIDWORKS或CATIA 三维设计、SIMULIA 仿真、3DEXCITE 实时可视化三大模块。在板材开料前完成高度定制化家具设计、力学仿真、三维可视化展示。这套数字化协同方案大幅削减实体样机数量,降低线下检测工作量,在坚守产品品质标准的同时节约原材料。仿真前置介入可将多款零部件量产周期提前 1 至 2 个月,同时支撑 100 余种皮革、200 余种面料的复杂定制化开发。

配套成果:设计师在 3DEXPERIENCE 平台完成定制沙发三维配置。
德国 CSI 工程技术公司(csi entwicklungstechnik)
德国汽车工程服务商 CSI 在整车研发最早期,将全生命周期评价(LCA)嵌入虚拟孪生体系。无需等到整车试制完成再做环保后评估,研发阶段即可预判各类设计方案的环境负荷。依托虚拟孪生内置 LCA 工具,CSI 可为车企客户快速比对多套整车开发方案,削减高价实体样机投入,从源头做出更环保的产品设计决策。

配套成果:CSI 工程师在 3DEXPERIENCE 平台调取可持续发展评价数据。
美实板材(Metsä Board)
美实板材在 2014 至 2019 年间将温室气体排放量降低 40% 以上,获评行业可持续标杆企业。企业联合达索系统推出「美实 360 数字化服务」,为客户包装方案搭建虚拟孪生模型,模拟真实工况下的包装性能。依托高级仿真测算,在同等性能前提下推荐更低克重纸板,减少原材料用量、压缩碳足迹、降低综合成本。对比实体测试,数字化仿真可将数据化优化方案交付效率提升 85%,部分工况仿真仅需 1 天,传统实物测试则耗时数周。
企业落地虚拟孪生技术,能够将可持续发展从顶层规划转化为落地成效。以上达索客户落地案例均已取得真实环境与商业收益。
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