正如醫(yī)學(xué)研究人員希望利用DNA分析幫助病人活得更長和更健康一樣,,Sentient Science公司的工程師希望能更好地了解機器是由什么材料做的,,以使機器壽命最大化。
這家紐約州布法羅公司的CEO及總裁沃德·托馬斯(Ward Thomas)表示:“我們要做的事情真的很難,。我們將著手破解材料的基因組?!睗撛诘幕貓笫蔷薮蟮?。這將有助于指導(dǎo)如何使用機器以及如何設(shè)計壽命最長、最節(jié)能系統(tǒng)的決策,。相比以前的物理測試模型,這種將信息編入數(shù)字系統(tǒng)中的方法可更快,、更全面和更節(jié)約成本地完成任務(wù),。
為此,,該公司與NASA的埃姆斯研究中心簽署了一系列小企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)合同,收集大量有關(guān)機器零部件生產(chǎn)材料性能的數(shù)據(jù),。該公司認為,由此開發(fā)出的軟件DigitalClone可精確預(yù)測機器的使用壽命,。但Sentient Science需要測試DigitalClone,因此他們需要一種有很長歷史和數(shù)據(jù)記錄完整的機器零部件,。
數(shù)字雙胞胎
在另一份2010年與NASA的格倫研究中心簽署的SBIR合同中,格倫研究中心的機械部件工程師蒂姆·克蘭茨(Tim Krantz)主持建立了有不同形狀,、材料,、潤滑劑和加工參數(shù)的齒輪測試結(jié)果數(shù)據(jù)庫,。有一種齒輪設(shè)計——用于直升機動力傳動系統(tǒng)研究的正齒輪——有25年的數(shù)據(jù),被證明是DigitalClone完美的測試對象,。
克蘭茨稱,“NASA的齒輪性能數(shù)據(jù)是獨一無二的”,,公司常常不會發(fā)布產(chǎn)品的性能數(shù)據(jù),。正如其名稱所暗示的一樣,,DigitalClone是制作數(shù)字化的部件或系統(tǒng)雙胞胎?;趯ζ湮锢砟Σ?、潤滑和磨損的數(shù)據(jù),,該軟件可預(yù)測研究對象的未來性能,、壽命和失靈情況,。為證明其有用,該公司的工程師制作了NASA挑選的正齒輪的數(shù)字模型,,將他們的預(yù)測與NASA已經(jīng)收集的性能數(shù)據(jù)進行比對,。
該公司CEO托馬斯稱:“結(jié)果完全一致?!边@是重要的時刻:在聽到測試結(jié)果后,他退出了研究生院并商業(yè)發(fā)布該公司的產(chǎn)品,。Sentient Science還與波音,、西科斯基和通用電氣合作進行了11次測試。該公司還在繼續(xù)開發(fā)DigitalClone Live產(chǎn)品,,將傳感器裝入齒輪箱,,并使用實地測試的實時數(shù)據(jù)驗證和更新機器的性能及失靈預(yù)測結(jié)果,。
DigitalClone Live在2013年6月上市,能源公司First Wind利用該技術(shù)裝備了218個風能發(fā)動機的齒輪箱,。到2014年底,,Sentient Science公司與北美8家公司簽署協(xié)議,為超過5000臺風力發(fā)電機提供預(yù)測和延長壽命服務(wù),。對該公司使用計算機而非物理測試的新方法,,人們做出了迅速和熱烈的響應(yīng),。托馬斯稱:“以前用物理測試1年只能獲得3個測試點,,我們幾天就可獲得數(shù)千個測試點,。你能獲得世界上測試最多的產(chǎn)品,,可在現(xiàn)場測試以最低的成本操作?!?/p>
到2014年底,,該技術(shù)應(yīng)用到哈勃太空望遠鏡上。美國軍方也將其應(yīng)用到最新的F35聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機和黑鷹,、阿帕奇及超級海上種馬直升機。醫(yī)療設(shè)備公司Zimmer將其用于分析髖關(guān)節(jié)移植,。8家風力發(fā)電公司能使用DigitalClone Live優(yōu)化機器,,將風電價格從11美分/度下降到3.5美分/度。