數(shù)字孿生與CIM以及仿真之間有什么不同?

深度抑郁患者
數(shù)字孿生城市的概念更多的是要構(gòu)建城市全生命周期的數(shù)據(jù)底板,但是在組織機(jī)制以及法律法規(guī)沒有進(jìn)步的前提下,其實(shí)也不用抱以過高的期待。

數(shù)字孿生雖然是一個全新的概念,但是在工業(yè)領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域以及智慧城市領(lǐng)域其實(shí)都廣受追捧,這也可能就是“大道趨同,殊途同歸”吧。

雖然都有著共同的愿景,但是路徑以及落地的形式還是存在很大的不同的,比如在工業(yè)領(lǐng)域更多強(qiáng)調(diào)的是仿真設(shè)計,也有廠商基于模型做AR的巡檢;在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域更強(qiáng)調(diào)的數(shù)據(jù)建模和三維的掛接,比如前面一篇文章我已經(jīng)提到的亞馬遜AWS IoT TwinMaker和Azure Digital Twins;在智慧城市這個范疇目前落地的就是CIM基礎(chǔ)平臺或者實(shí)景三維中國項目。

但是現(xiàn)在的情況就是,目前從落地的一些成果來看,似乎和數(shù)字孿生描繪的愿景還是存在著很大的一些不同,比如智慧城市領(lǐng)域的人很認(rèn)可現(xiàn)在廣泛推行的CIM基礎(chǔ)平臺就是數(shù)字孿生或者是數(shù)字孿生城市,雖然目前很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果還是將CIM放到數(shù)字孿生城市這個框架下,信通院2020年發(fā)布的《數(shù)字孿生城市白皮書》(如下圖所示),但是從落地的形式上看,似乎兩者的關(guān)聯(lián)有點(diǎn)微乎其微。

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目前CIM基礎(chǔ)信息平臺和實(shí)景三維中國雖然在牽頭單位上存在這比較大的不同,但是從平臺的建設(shè)內(nèi)容上依然沒能夠跳出過往時空大數(shù)據(jù)云平臺服務(wù)共享的基本范疇,但是在數(shù)字孿生的概念上其實(shí)落實(shí)的并不多,差別主要體現(xiàn)在如下兩個方面:

1、多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)VS全生命周期數(shù)據(jù),目前的CIM基礎(chǔ)平臺或者實(shí)景三維中國平臺更多還是單向整合分散在政府各個委辦局的空間數(shù)據(jù),和過往時空云平臺不同的是數(shù)據(jù)歸集以及融合的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同,但是基本的原則就是盡可能多的收集。

但是數(shù)字孿生城市的概念更多的是要構(gòu)建城市全生命周期的數(shù)據(jù)底板,但是在組織機(jī)制以及法律法規(guī)沒有進(jìn)步的前提下,其實(shí)也不用抱以過高的期待,另一方面,如果沒有業(yè)務(wù)協(xié)同的約束,有限幾個部門甚至是大部分依賴自己條線的數(shù)據(jù)很難說構(gòu)成全城市生命周期數(shù)據(jù)。組織機(jī)構(gòu)的整合以及業(yè)務(wù)的整合才會把比較實(shí)際的整合壓力傳導(dǎo)到基礎(chǔ)平臺上,比如目前在自然資源領(lǐng)域非常重要的國土空間基礎(chǔ)信息平臺其實(shí)就存在很大的深化應(yīng)用的壓力。

所以現(xiàn)在大多數(shù)的困惑在于,現(xiàn)在這類落地平臺反映的更多的是城市空間信息(City Space Information),而不太能說是全部的城市信息(City Information)。

2、單向共享VS雙向協(xié)同,目前落地的平臺由于缺乏業(yè)務(wù)協(xié)同的場景,對外的支撐也都是停留在通過以數(shù)據(jù)服務(wù)以及分析服務(wù)方面對外提供支撐,但是數(shù)字孿生要求的是橫向和縱向兩個方面的貫通,城市設(shè)計能夠反饋到建設(shè),同時城市管理的結(jié)果也能夠反過來影響城市設(shè)計,這是一個業(yè)務(wù)協(xié)同的閉環(huán),目前雖然在業(yè)務(wù)上有這種渴求,但是大多還是條線自己內(nèi)部進(jìn)行閉環(huán)。

和數(shù)字孿生非常類似的另外一個概念就是仿真,二者都體現(xiàn)3D以及模擬,目前仿真主要用來來測試產(chǎn)品、系統(tǒng)、流程和概念。通常在設(shè)計階段使用,仿真通常是使用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件應(yīng)用程序中的模型。這些模型可以在2D或3D中創(chuàng)建以表示流程或產(chǎn)品的各個部分,當(dāng)然它們也可以使用數(shù)學(xué)概念而不是基于計算機(jī)的模型來創(chuàng)建。模擬通過在數(shù)字環(huán)境或界面中引入和測試不同的變量來評估結(jié)果。

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在工業(yè)領(lǐng)域雖然模擬和數(shù)字孿生都使用模型來復(fù)制產(chǎn)品和流程,但兩者之間存在一些關(guān)鍵差異。其中最顯著的是數(shù)字孿生創(chuàng)建一個虛擬環(huán)境,但是能夠研究多個模擬,并以傳感器之間進(jìn)行雙向信息流的交互,從而保證預(yù)測分析模型的準(zhǔn)確性,這些差異可以進(jìn)一步解釋如下:

1.靜態(tài)VS動態(tài):基于CAD的模擬對產(chǎn)品或過程進(jìn)行建模,可以在其中引入和測試不同的參數(shù)或設(shè)計元素。這種類型的模型是靜態(tài)的,因?yàn)槌窃O(shè)計師引入更多元素,否則它不會改變或發(fā)展。然而,雖然數(shù)字孿生的開始與模擬模型大致相同,但實(shí)時數(shù)據(jù)的引入意味著數(shù)字孿生可以改變和發(fā)展以提供更主動的模擬。隨著更多數(shù)據(jù)被收集和分析,數(shù)字孿生可以在整個產(chǎn)品生命周期中成熟,提供靜態(tài)模擬無法提供的不同信息。

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2.可能性VS真實(shí)性:仿真體現(xiàn)的是產(chǎn)品可能發(fā)生的情況,但數(shù)字孿生體現(xiàn)的是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)際特定產(chǎn)品發(fā)生的情況。對仿真的任何更改都僅限于設(shè)計人員的想象力。然而,由于數(shù)字孿生提供了真實(shí)的反饋,設(shè)計人員可以查看它是否按預(yù)期工作,然后根據(jù)實(shí)際使用任何改進(jìn)。例如制造過程,可以使用真實(shí)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行評估,以對不斷變化的需求、要求或業(yè)務(wù)條件做出反應(yīng)。不同之處在于,仿真是理論上的,但數(shù)字孿生是具體的和實(shí)際的。

3.使用范圍:最后一個關(guān)鍵區(qū)別是仿真與數(shù)字孿生提供的使用范圍?;贑AD的模擬允許設(shè)計人員根據(jù)設(shè)定的參數(shù)測試不同的場景,使其對產(chǎn)品設(shè)計有用。然而,數(shù)字孿生的使用范圍更廣,包括產(chǎn)品生命周期的所有階段,這意味著數(shù)字孿生需要與業(yè)務(wù)工作流的各個環(huán)節(jié)融合,用戶只要關(guān)注數(shù)據(jù)就可以了。這種擴(kuò)大的范圍意味著數(shù)字孿生可以在設(shè)計之外找到用途,并可以幫助改進(jìn)流程并做出更廣泛的業(yè)務(wù)決策。

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