數字孿生為啥這么火?

觀泰職教
通俗來講,數字孿生是指針對物理世界中的物體,通過數字化的手段構建一個在數字世界中一模一樣的實體,借此來實現對物理實體的了解、分析和優(yōu)化。

通過數字模型,越來越多的人認識到數字孿生技術的應用價值。此前的波音空難調查中,也凸顯出數字孿生技術的重要作用。

數字孿生

1、數字孿生的一般定義

通俗來講,數字孿生是指針對物理世界中的物體,通過數字化的手段構建一個在數字世界中一模一樣的實體,借此來實現對物理實體的了解、分析和優(yōu)化。從更加專業(yè)的角度來說,數字孿生集成了人工智能(Al)和機器學習(ML)等技術,將數據、算法和決策分析結合在一起,建立模擬,即物理對象的虛擬映射,在問題發(fā)生之前先發(fā)現問題,監(jiān)控物理對象在虛擬模型中的變化,診斷基于人工智能的多維數據復雜處理與異常分析,并預測潛在風險,合理有效地規(guī)劃或對相關設備進行維護。

數字孿生是形成物理世界中某一生產流程的模型及其在數字世界中的數字化鏡像的過程和方法(見下圖)。數字孿生有五大驅動要素——物理世界的傳感器、數據、集成、分析和促動器,以及持續(xù)更新的數字孿生應用程序。

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圖:數字孿生是數字世界對物理世界形成孿生

2、數字孿生的特點

「孿生體」實際上是通過仿真實時反映對象的真實運行情況的樣機或模型。它具有兩個顯著特點;

(1)「孿生體」與其所要反映的對象在外表(指產品的幾何形狀和尺寸)、內容(指產品的結構組成及其宏觀、微觀物理特性)和性質(指產品的功能和性能)上基本完全一樣。

(2)允許通過仿真等方式來鏡像/反映對象的真實運行情況/狀態(tài)。需要指出的是,此時的「孿生體」還是實物。

3、數字孿生在工業(yè)上的應用

數字孿生具有將虛擬空間和物理實體緊密融合的特點,在5G技術下,數字孿生將更容易落地。

數字孿生目前主要運用于工業(yè)中,在工業(yè)領域,通過數字孿生技術的使用,將大幅推動產品在設計、生產、維護及維修等環(huán)節(jié)的變革。

基于模型、數據、服務方面的優(yōu)勢,數字孿生正成為工業(yè)互聯(lián)網關鍵技術,同時工業(yè)互聯(lián)網業(yè)亦成為數字孿生技術擴展應用場景的孵化床,從制造業(yè)逐步延伸拓展至更多的工業(yè)互聯(lián)網空間。

目前洛克希德·馬丁公司視它為未來國防工業(yè)6大頂尖技術之首,美國GE公司已為每個引擎、每個渦輪、每臺核磁共振,創(chuàng)造了一個數字孿生體,通過這些擬真的數字化模型,在虛擬空間調試、實驗,以讓機器的運行效果達到最佳。

通過數字孿生技術,不僅能夠對工廠設備進行監(jiān)測,實現故障預判和及時維修,還可以實現遠程操控,遠程維修,極大降低運營成本,提高安全性。

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