数字孪生驱动的转向架轴承预测性检修

数字孪生驱动的转向架轴承预测性检修

陈龙 姜军

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：数字孪生系统为企业战略场景建模带来了实践校正和理论创新的数据平台，是企业构建战略场景模型的根本。数字孪生驱动的企业战略场景建模，能够将符合的战略设计提供给企业，从而对实践进程造成影响。随着企业战略场景建模基于数字孪生的持续优化，企业战略决策形式形成优势互补、互相支撑。本文对数字孪生驱动的企业战略场景建模与决策分析进行了初步的探讨。

关键词：数字孪生；驱动；企业战略场景；建模

针对使用神经网络方法造成的故障数据获取难的问题，为了解决该技术问题，本发明提出利用数字孪生技术，建立与实际装备相匹配的复杂装备孪生体，对该装备的每一种故障以及各故障的组合进行故障数据的模拟生成，从而完成故障数据的获取。本发明能够有效的生成复杂装备故障数据，从而大大降低了复杂装备故障预测数据获取的成本，使用神经网络预测的方法也能够保证该方法在故障预测方面精度较高。该方法能够解决复杂装备故障预测数据获取难，预测准确度不高的问题，能够实现复杂装备高准确性的故障预测。

1、基于数字孪生平台的企业战略场景建模

目前的数字孪生研究是应用和构建实现角度与技术设计，数字化优化和映射产品的整体使用周期，涉及到数字孪生与工业互联网大数据的分析和采集等。数字孪生平台与普通数字孪生存在一定差距，它能够集成数字孪生数据和工业互联网，并且能够根据领域与层次，构建类别不同的数字孪生系统，即是专业型系统，也是通用型系统。与此同时，该平台的数字孪生还具有扩展性、互相操作性、保真性以及可伸缩性的特点。

数字孪生驱动企业战略场景建模，首先要定义企业战略场景的总体概念。和数字孪生是由产品研发领域脱胎一样，企业的场景模型构建与互联网产品的创新和研发息息相关，比如使用产品场景、客户体验场景等。企业战略场景指的是战略方面的管理，特别是战略决策应该拥有的关键信息空间。通常情况下，企业战略场景主要包含的信息空间有三种，分别是组织特征、环境以及战略决策因素。研究战略过程后发现，企业的战略场景具有复杂性、资源丰裕度以及不确定性，其中最关键的环境要素是不确定性，不确定性和复杂性存在很多关联。紧迫性和决策动力是战略决策独有的因素，组织特征包含组织冗余、过往绩效判断以及权力结构等要素，这三种因素都会严重影响到企业战略决策的特征构成。

企业的数字孪生平台能够将运作生产层面的物理实体特征映射出来，并且还需要将战略管理层面的空间环境特点与主体行为映射出来，这是把数字孪生转变为战略场景建模的重要步骤。其中战略决策、组织特征以及环境因素这三种信息空间都不能和物理实体世界进行映射，无法形成与生产运作层面类似的实体物理流程，所以，怎样借助数字孪生平台与管理技术，把企业战略环境、组织决策和特征独有的因素转化成能够与现实情境交互和映射的数字场景，是数字孪生驱动企业战略场景建模的首要挑战。但是，人们的心里想法存在很多差异，在构建战略场景模型时，构建者会根据自身心里所想的模型来构建数字孪生平台里面的战略场景，但是构建出来的场景或许会与管理团队或战略家实际的需求不符合，因为每个人心里的战略场景都是不同的。怎样构建一个与管理团队和战略家心里战略场景相符的战略场景模型，怎样应用数字孪生驱动企业战略场景建模与实际场景符合，成为了数字化企业战略场景建模的攻克难题。

数字孪生驱动的企业战略场景建模主要由企业战略场景概念模型；战略管理模型与数字孪生模型的契合性；数字孪生平台中的知识库与大数据资源；数字孪生与企业战略管理行为的交互和映射关系这四个部分所组成。

其中战略场景概念模型数据是战略场景建模的重点和核心，其中的形式和内容非常复杂，需要对其中的关系、结构以及条件进行深入提炼，最终制作出专业或通用的战略场景概念模型，根据行业、层面、战略类型的差异，构建出不同的概念模型。与此同时，实际生活中的战略场景模型与战略行为也在持续对知识库与大数据进行补充和丰富，使其能够更好地开展战略场景模型的智能化校正与评估。并且，战略模型的选择也需要数字孪生平台知识库与大数据的强力支持，因为企业需要经过博弈模型构建来挑选实际战略。在博弈分析里面，能够应用大数据文本对模型起始条件进行设定，还能够在纵向案例的基本研究结论中找寻依据，进而持续完善战略场景建模方面的知识。

2、数字孪生驱动的企业战略场景建模决策分析

面对不同的时间或是任务，数字孪生驱动的企业战略场景建模也会进行针对性的调整。因为数字孪生平台分为两种，专业型和通用型，所以以此作为依据对企业战略场景建模的类型进行划分，划分为两种，第一种是专业型战略场景建模，第二种是综合型战略场景建模。

战略场景模型类型的不同，需要进行不同的决策分析与设计，专业型战略场景模型能够细分为三种，分别是战略实践；战略内容；战略过程，其中战略实践能够分为战略推演、战略权变以及战略实际案例场景；战略内容能够分为合作战略、竞技战略以及竞合战略，并且竞争战略的场景还能够细分为差异化、目标聚集以及成本领先场景；战略过程能够分为战略选择、战略规划以及战略决策场景，其中战略决策还可以分为组织、环境特征以及专有的决策因素场景。综合型战略场景建模的关键模块有四种，分别是战略内容、战略过程、智能制造规划以及运作场景。无论是专业型战略场景还是综合型战略场景，最终都会通向战略联盟、多元化、垂直一体化、外包以及兼并等企业战略业务场景。比如，在进行战略联盟场景模型构建时，需要先对联盟的目标与性质进行明确的了解，根据联盟合作方的战略需求，构建不同的战略场景。与此同时，还需要明确战略决策外部的环境场景，构建全新的产品应用场景。

战略形态和战略类别的组合决策分析是数字孪生驱动的企业战略场景的重点决策分析，同时也是难点。目前来看，数字孪生驱动的企业战略场景建模并没有出现更经济、创新的决策分析工具。但是，在数字孪生驱动的企业战略场景建模资源持续丰富累积的情况下，会逐渐出现符合战略场景决策分析与建模的方法和工具，进而推进技术、制度、文化以及宏观环境等分析发展为微观量化分析[5]。现阶段更多的是通过统计方法、计量经济或是博弈论来进行决策模型构建，大数据计量也包含在内。

3、结语

总而言之，数字孪生驱动的企业战略场景建模，能够将解决框架效益问题的管理认知偏差工具提供给管理团队和企业家，能够帮助建模者对各种战略与环境之间的实际关系进行更好的考量，还能够对企业制定战略的繁琐过程进行模拟，为探究战略的共识与涌现带来全新思路。

参考文献：
[1]谢康,肖静华,邓弘林. 数字孪生驱动的企业战略场景建模与决策分析[J]. 中国信息化,2019(02)
[2]肖静华,谢康,迟嘉昱. 智能制造、数字孪生与战略场景建模[J]. 北京交通大学学报(社会科学版),2019(02)
[3]肖静华,李文韬. 智能制造对企业战略变革与创新的影响——资源基础变革视角的探析[J]. 财经问题研究,2020(02)
[4]唐文虎,陈星宇,钱瞳,刘刚,李梦诗,李立浧. 面向智慧能源系统的数字孪生技术及其应用[J]. 中国工程科学,2020,22(04)
[5]刘晓军,刘强,屈挺,胡天亮,张执南,向峰,徐文君,王军强,张映锋,刘振宇,李浩,. 数字孪生及其应用探索[J]. 计算机集成制造系统,2018(01)