什么是數(shù)字孿生
數(shù)字孿生(Digital Twins)是一種綜合利用物理模型、傳感器更新和運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。

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數(shù)字孿生,有時候也用來指代將一個工廠的廠房及產(chǎn)線,在沒有建造之前,就完成數(shù)字化模型。從而在虛擬的賽博空間中對工廠進行仿真和模擬,并將真實參數(shù)傳給實際的工廠建設(shè)。
數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。數(shù)字孿生是個普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系,可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用,在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。
數(shù)字孿生,顧橙牛數(shù)字義,就是數(shù)字形式的雙胞胎。在數(shù)字孿生中,雙胞胎中的一個是存在于現(xiàn)實世界的實體,小到零件,大到工廠,簡單如螺絲,復雜如人體的結(jié)構(gòu)。
數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
數(shù)字孿生的三個要素
1、數(shù)據(jù)采集與映射:其次數(shù)字孿生的基礎(chǔ)與核心,要采集物理實體數(shù)字孿生的基礎(chǔ)與核心的狀態(tài)和行為數(shù)據(jù),并將其準確地映射到數(shù)字孿生體數(shù)字孿生的基礎(chǔ)與核心的相應(yīng)部分,這包括對其各個部件或子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。通過不斷的迭代,可以持續(xù)優(yōu)化數(shù)字模型的準確性。

2、可見性:數(shù)字孿生能夠?qū)崿F(xiàn)對機器操作的實時監(jiān)控,以及對于制造工廠或機場等大型互聯(lián)系統(tǒng)的全面監(jiān)控。 預測性:通過采用物理和數(shù)學建模技術(shù),數(shù)字孿生模型能夠預測機器未來的狀態(tài)。
3、雙向:數(shù)字孿生不僅是個靜態(tài)的數(shù)字模型,物理產(chǎn)品和數(shù)字孿生之間虛實交融,實現(xiàn)雙向的閉環(huán)信息反饋。持續(xù):數(shù)字孿生和物理產(chǎn)品之間的互動是不間斷的,貫穿產(chǎn)品的全生命周期。
4、提高系統(tǒng)的可靠性和安全性:數(shù)字孿生可以通過對物理世界的實時監(jiān)控和預測,提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。例如,在能源領(lǐng)域,數(shù)字孿生可以通過監(jiān)控電網(wǎng)的運行狀態(tài),預測潛在的故障,及時進行維修,減少事故發(fā)生的可能性。
5、同步性是數(shù)字孿生的另一個關(guān)鍵要素。這個虛擬的“孿生世界”必須與物理世界保持實時同步,這種一致性是通過數(shù)據(jù)自動實現(xiàn)的。 持續(xù)一致性是數(shù)字孿生的基本要求之一。
6、數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實體或過程的數(shù)字化表達,該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂,并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖,有助于優(yōu)化整體性能。
數(shù)字孿生系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?
1、數(shù)字孿生系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一是三維孿生模型。在數(shù)字空間中,必須根據(jù)實體設(shè)備構(gòu)建出具有對應(yīng)功能的三維模型,以實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實之間的精確映射。
2、多領(lǐng)域多尺度融合建模:對物理對象進行多尺度和多領(lǐng)域的建模,實現(xiàn)物理對象的全數(shù)字化孿生。
3、物聯(lián)網(wǎng)與云計算集成:將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計算集成,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲、處理和分發(fā),為數(shù)字孿生城市的運行提供強大的技術(shù)支持。
4、數(shù)字孿生技術(shù)的學習主要涵蓋以下幾個方面: 數(shù)據(jù)采集技術(shù):數(shù)據(jù)采集是數(shù)字孿生技術(shù)的基礎(chǔ)。
