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制造業數字化的一大核心理念是打造數字孿生工廠，而工廠的數字孿生，自然離不開設備與設備、設備與控制系統、以及設備與仿真模型之間的通信。Pofinet作為新一代工業總線通信協議，能夠在工業系統中收集并傳輸數據，并且可以實現實時數據的發送和接受(1ms或者更短)，在新工廠的實施過程中，普遍采用的都是Pofinet作為工業通信協議。

數字孿生工廠的構建不僅需要現場數據的實時互通，也需要構建虛擬孿生仿真模型與實體設備之間的實時映射，其關鍵技術標準可概括如下：

(1)工廠孿生模型建模

孿生模型的建立需要構建不同領域實體的統一邏輯結構，針對不同類型的物理實體和功能，以及實體產生的數據，構建相應虛擬空間孿生模型。

(2)孿生數據采集與傳輸

工廠車間存在眾多來自不同廠商的各類產品與設備，不同設備的接入方式、數據類型與格式均不相同。為保證孿生模型與物理實體的實時映射，須有安全且穩定的數據采集及傳輸方式。

(3)工廠生產過程實時映射

孿生模型對物理實體的實時關鍵動作、關鍵行為和狀態的映射是數字孿生技術的基礎應用。

在生產制造過程中，參與制造活動的關鍵要素分為人員、設備、物料、方法、環境，工廠生產過程的數字孿生概念模型可以描述為：

可以觀察到，每個工廠的工業制造現場都會存在著大量來自不同廠家及采用不同技術的產品與設備，其接口協議等也各不相同。為了解決數字孿生工廠中異構設備實時數據的獲取與傳輸問題，需要建立統一的通訊方式——Pofinet。

基于Pofinet通信協議，車間現場傳感器可將感知的信號發送給現場的控制模塊，比如，PLC控制模塊、Mes系統、WMS系統等等，做到現場數據的實時互通。

虛擬空間對物理空間的映射是數字孿生車間運行的基礎。實現實時映射后，在虛擬空間中對實時生產狀況的分析與優化將會更加智能化。

我們以一條U盤產線的為例子，下面是產線的簡易布局圖：

針對各個作業區設備及人員的屬性及需求，我們建立如下數字孿生模型：

接著我們利用孿生模型的開放接口與現場的Pofinet協議局域網相連接，通過建立的數據交互軟件對孿生數據進行實時處理，以驅動孿生模型的實時運行，實現設備、人員、產品等孿生模型狀態與實際生產線的一致。

數字孿生車間作為一種車間運行新模式，對實現工業 4.0、工業互聯網、云制造、中國制造 2025 等先進制造模式和戰略具有重要作用。

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