数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

数字孪生(Digital Twins)之火热,已经成为了一个不争的事实。数字孪生的概念,起源于制造业,现在已广泛应用到了智慧城市、智慧交通、智慧农业、智慧医疗、智能家居等行业。数字孪生十大问题有哪些?指的是什么?今天,小编将通过这篇文章带你全面了解数字孪生!

数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

数字孪生十大问题有哪些

北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年,专注于创新性的”视频孪生(实时实景数字孪生)”技术研发与应用。目前,智汇云舟依托自研”孪舟”数字孪生专属引擎,推出了”披萨”低代码PaaS视频孪生开发平台、”速融咖啡”视频孪生一体机及视频孪生行业解决方案等多个产品线。

数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

数字孪生十大问题有哪些

凭借领先的技术基础,智汇云舟持续助力千行百业数字化转型,以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设,应用领域涉及智慧城市、数字乡村、智慧园区、工业生产、交通、水利、电力、军事、应急、场馆等全行业场景。

一、数字孪生的起源

数字孪生最早起源于复杂航天系统工程探索。从1969年NASA的”阿波罗计划”实体孪生体构造,到2003年提出装备数字孪生体来描述实体全生命周期的运行轨迹,2009年DARPA探讨提出”数字孪生范式”,再到现在的广义数字孪生阶段,数字孪生逐步成为一种改造现实世界的通用目的技术。

数字孪生十大问题有哪些

二、数字孪生的内涵

数字孪生又称”数字双胞胎”,是物理产品、流程或系统的虚拟副本。它通过使用传感器收集有关物理项目的实时数据,充当真实物理世界和虚拟数字世界之间的桥梁。通过实时传感、连接映射、精确分析和沉浸交互来刻画、预测和控制物理系统,实现复杂系统虚实融合,使系统全要素、全过程、全价值链达到最大限度的闭环优化。

三、数字孪生的发展

数字孪生是尚处于发展进程中的方法体系,数字孪生应用也存在不同的成熟度等级。当前应用最广的是几何孪生,如在数字孪生城市、数字孪生工厂中运用三维建模工具,描述产品形状、尺寸、位置、装配关系等几何参数,实现”以虚仿实”;在几何孪生之上,融合数据与规则,构建具备较为完整的运动和控制逻辑的模型,接收物理世界的真实数据,实现”以虚控实”;通过数据驱动数字模型与物理实体共生长、共进化,形成可应对不确定性的,具备自学习、自演进能力的数字生命体,”以虚预实”、”以虚优实”,最终达到自主动态孪生的理想状态,实现”虚实共生”。

数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

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四、数字孪生的不同形态

数字孪生这一方法论与不同领域结合后呈现出不同形态。根据孪生对象的物理特征,可分为部件级、系统级、体系级;根据孪生对象的时空特性,分为历史态、实时态、未来态;根据孪生对象的运行机理,可分为设计态、制造态、运行态。不同行业领域依据其关注的重点,构建不同层级、不同时态、不同状态的数字孪生体,满足不同行业对象全生命周期管理的弹性需求。

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五、数字孪生的特征

数字孪生具有虚实共生、数据驱动、数字资产、开放架构、生命特征五大特点。它并非单一特定技术,而是提供了一种开放、灵活、弹性的技术框架来不断承载新兴技术,进而涌现出单项技术所不具备的能力,驱动孪生对象不断进化,构造出与现实世界虚实映射的数字空间,在数字空间回溯历史、把握现在、预测未来,提高对复杂系统全生命周期动态演化机理与规律的洞察力与控制力。

六、数字孪生的价值

通过虚实融合、虚实映射,持续改进产品的性能,为客户提供更好的体验,提高产品运行的安全性、可靠性、稳定性,提升产品运行的”健康度”,在此基础上提升产品在市场上的竞争力。同时,通过对产品的结构、材料、制造工艺等各方面的改进,降低产品成本,帮助企业提高盈利能力;而工厂数字孪生应用的价值主要体现在构建透明工厂,提升工厂的运营管理水平,提高整体设备综合效率,降低能耗,促进安全生产等方面。要真正实现工厂数字孪生应用的价值,需要装备用户企业和装备制造企业进行深层次的合作。

数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

数字孪生十大问题有哪些

七、数字孪生的优势

1.加快风险评估和生产时间:数字孪生可以帮助公司在产品问世前进行虚拟测试和验证。工程师可以使用它们来识别过程故障;

2.预测性维护:组织可使用数字双主动监控设备和系统,以便在故障前安排维护,提高生产效率;

3.实时远程监控:用户可以远程监控系统;

4.更好的团队合作:流程自动化和系统信息24×7全天候访问,使技术人员能够将更多的时间集中在合作上;

5.更好的财务决策:通过整合财务数据,组织可以利用数字孪生更好、更快地调整决策。

八、数字孪生的功能

从数字孪生功能视角,可以看到数字孪生应用需要在基础设施的支撑下实现。物理世界中产品、服务或过程数据也会同步至虚拟世界中,虚拟世界中的模型和数据会和过程应用进行交互。向过程应用输入激励和物理世界信息,可以得到包括优化、预测、仿真、监控、分析等功能的输出 。

九、数字孪生的全生命周期

数字孪生中虚拟实体的生命周期包括起始、设计和开发、验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和退役,物理实体的生命周期包括验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和回收利用。值得指出的是,一是虚拟实体在全生命周期过程中与物理实体的相互作用是持续的,在虚拟实体与物理实体共存的阶段,两者应保持相互关联并相互作用。二是虚拟实体区别于物理实体的生命周期过程中,存在迭代的过程。虚拟实体在验证与确认、部署、操作与监控、重新评估等环节发生的变化,可以迭代反馈至设计和开发环节 。

数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

数字孪生十大问题有哪些

十、数字孪生的应用

比如在工业制造领域,采用数字孪生技术,通过对运行数据进行连续采集和智能分析,可以预测零部件或产线工作的最佳时间点,也可以提供维护周期的参考依据。数字孪生体也可以提供故障点和故障概率的参考等。

比如在智慧城市领域,数字孪生和5G、智慧城市联系非常密切。借助城市内部署的各类传感器和摄像头,以及物联网技术,这些终端数据可以很快地被提取出来,通过数字化系统采集、计算、分析后传递到云端。城市管理者基于这些数据,可以更好构建数字孪生体,从而高效管理城市。

除了上述领域外,包括数字乡村、水利、电力、轨道交通、重点建筑等很多场景都适合采用数字孪生技术,应用前景非常广阔。

Original: https://blog.csdn.net/asiafinance/article/details/128300760
Author: 数字孪生家族
Title: 数字孪生十大问题有哪些?通俗解释指的是什么?

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