數(shù)字化轉(zhuǎn)型是我國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展、科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育新興，正是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最佳時機(jī)。數(shù)字孿生技術(shù)作為推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要抓手，已形成了普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系，并在船舶行業(yè)中有了較為深入的應(yīng)用。
實景采集專家DiConneX采用NavVis技術(shù)創(chuàng)建了德國極地科考船“Plolarstern”的完全交互式數(shù)字孿生船
數(shù)字孿生的定義及發(fā)展歷史
“孿生”的概念最早起源于美國國家航空航天局的“阿波羅計劃”，但直到2003年，關(guān)于“數(shù)字孿生”的設(shè)想才首次出現(xiàn)在美國Grieves教授的產(chǎn)品全生命周期管理課程上。2010年，NASA在技術(shù)報告中正式提出了“數(shù)字孿生”一詞，并定義為“集成了多物理量、多尺度、多概率的系統(tǒng)或飛行器仿真過程”。目前，關(guān)于“數(shù)字孿生”的概念，標(biāo)準(zhǔn)化組織給出的定義是: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(dá)，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)字孿生在船舶行業(yè)中的應(yīng)用
由于船舶設(shè)計建造涉及復(fù)雜系統(tǒng)耦合，具有多專業(yè)、多學(xué)科、多物理場的特征，因此利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建與船舶幾何形狀、物理屬性、規(guī)律規(guī)則相似的虛擬模型，實現(xiàn)了船舶協(xié)同設(shè)計與建造，縮短設(shè)計建造周期及成本。在船舶運營過程中，通過數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)了對船舶數(shù)據(jù)的實時處理、船體狀況的實時監(jiān)測，幫助船舶進(jìn)行輔助決策。
數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷應(yīng)用，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對此高度關(guān)注，于2019年5月成立了數(shù)字孿生咨詢組（ISO/IEC JTC1 AG11），開展相關(guān)工作。
ISO目前已發(fā)布1項數(shù)字孿生國際標(biāo)準(zhǔn)，另有6項國際標(biāo)準(zhǔn)在研。國內(nèi)有1項國家標(biāo)準(zhǔn)計劃正在進(jìn)行中。標(biāo)準(zhǔn)清單如下。
船舶行業(yè)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)重點
目前數(shù)字孿生技術(shù)在不同行業(yè)的應(yīng)用能力參差不齊。根據(jù)船舶行業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，工信部在《智能船舶標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2020年版)》（征求意見稿）中明確了典型場景數(shù)字孿生模型構(gòu)建、虛實融合場景實時映射、虛實融合場景多物理量協(xié)同交互等領(lǐng)域為船舶數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)重點，為標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)指明了方向。
結(jié)語
得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，通過數(shù)字孿生技術(shù)推動船舶行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路風(fēng)頭正盛。標(biāo)準(zhǔn)化工作是數(shù)字孿生技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。現(xiàn)有的數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化工作還處于起步階段，因此還需做好標(biāo)準(zhǔn)化頂層設(shè)計，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用，扎實推進(jìn)船舶行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
