數(shù)字孿生是如何產(chǎn)生的？
Monitaur的創(chuàng)始CTO Andrew Clark分享了有關(guān)數(shù)字孿生建模和開(kāi)發(fā)過(guò)程的見(jiàn)解。他說(shuō)：“要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)字孿生，必須構(gòu)建對(duì)象或生態(tài)系統(tǒng)的代表性環(huán)境，這需要對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的潛在行為和機(jī)制有深入的認(rèn)識(shí)。在輸入信號(hào)被納入數(shù)字孿生并通過(guò)系統(tǒng)識(shí)別創(chuàng)建模型后，就可以準(zhǔn)確推斷或預(yù)測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)行為。”
在制造業(yè)中，數(shù)字孿生可以模擬整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，包括連接到制造執(zhí)行系統(tǒng)以輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。比如說(shuō)數(shù)字孿生構(gòu)建的建筑信息模型，其中包含所有建筑組件（例如門(mén)、窗或材料）的對(duì)象級(jí)詳細(xì)信息。
數(shù)字孿生不能是一次性模型，它們必須反映現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)的更改。Clark補(bǔ)充說(shuō)：“創(chuàng)建準(zhǔn)確的數(shù)字孿生是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要深厚的領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，否則你就會(huì)得到不具代表性和不準(zhǔn)確的模型。為了彌補(bǔ)這一差距，數(shù)字孿生通常被配置為在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這意味著它們會(huì)不斷升級(jí)和更新輸入數(shù)據(jù)。”
如果你正在考慮構(gòu)建數(shù)字孿生，Nutrien的執(zhí)行副總裁兼CIO Brent Pookhay建議，直接與在系統(tǒng)如何工作方面具有深厚專業(yè)知識(shí)的運(yùn)營(yíng)人員合作。他說(shuō)：“建立數(shù)字孿生既需要人才，也需要技術(shù)。誰(shuí)是運(yùn)營(yíng)這些資產(chǎn)的主題專家（運(yùn)營(yíng)、工程師、現(xiàn)場(chǎng)工作人員）？他們對(duì)操作這些資產(chǎn)的深刻理解、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐知識(shí)，與來(lái)自O(shè)T和SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源一樣重要。”
數(shù)字孿生有哪些用例？
Banerjee分享了幾個(gè)數(shù)字孿生的例子。“數(shù)字孿生用于各個(gè)階段，包括設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)營(yíng)，也橫跨多個(gè)行業(yè)，比如航空航天、汽車、制造、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和能源等。它們通常會(huì)影響各種業(yè)務(wù)目標(biāo)，包括整體設(shè)備效率、預(yù)測(cè)性維護(hù)、產(chǎn)量和預(yù)算。”
以下是幾個(gè)數(shù)字孿生項(xiàng)目的示例。
拉斯維加斯正在創(chuàng)建數(shù)字孿生，以幫助其實(shí)現(xiàn)零碳排放。
一個(gè)公私合作伙伴正在為布魯克林海軍造船廠開(kāi)發(fā)數(shù)字孿生，以減少其能源足跡。
在城市規(guī)劃方面，德克薩斯A&M大學(xué)的一位教授正在開(kāi)發(fā)德克薩斯沿海社區(qū)的數(shù)字孿生模型，以研究它們對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力。
在制造業(yè)中，數(shù)字孿生被用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈管理、預(yù)測(cè)性維護(hù)和客戶體驗(yàn)分析。
加拿大的一家工業(yè)自動(dòng)化流程和技術(shù)公司CenterLine使用工廠車間的數(shù)字孿生，減少了多達(dá)90%的工具問(wèn)題，并將工廠車間的編程時(shí)間減少了75%。
隨著科學(xué)家開(kāi)發(fā)虛擬器官、改善護(hù)理人員體驗(yàn)、對(duì)藥物風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類等，數(shù)字孿生將改變醫(yī)療保健行業(yè)。
可應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)的實(shí)用數(shù)字孿生用例，還包括計(jì)算產(chǎn)品性能、模擬復(fù)雜制造場(chǎng)景和促進(jìn)混合教學(xué)。
勞斯萊斯、瑪氏、美國(guó)教師保險(xiǎn)和年金協(xié)會(huì)-大學(xué)退休股票基金(TIAA)和拜耳作物科學(xué)也成功應(yīng)用了數(shù)字孿生。
我們希望當(dāng)公司考慮開(kāi)發(fā)和支持更復(fù)雜的產(chǎn)品、流程和其他物理環(huán)境時(shí)，能看到更多數(shù)字孿生的例子。
開(kāi)發(fā)人員和devops工程師如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生？
數(shù)字孿生平臺(tái)，比如Ansys、Autodesk、Bosch、Dassault Systems、Siemens和其他供應(yīng)商等都可以提供建模和仿真功能。此外，公有云還通過(guò)數(shù)字孿生功能擴(kuò)展了其物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，例如Azure數(shù)字孿生和谷歌的供應(yīng)鏈孿生。AWS數(shù)字孿生架構(gòu)可能包括Amazon Kinesis Data Streams、Amazon SageMaker、AWS Lambda和其他服務(wù)。
IT團(tuán)隊(duì)必須考慮運(yùn)營(yíng)數(shù)字孿生所需的基礎(chǔ)設(shè)施。Yeman說(shuō)：“對(duì)快速交付產(chǎn)品的需求在持續(xù)增長(zhǎng)；然而，硬件和固件的交付周期可能會(huì)減慢公司的速度。”
開(kāi)發(fā)人員還必須考慮到物聯(lián)網(wǎng)和其他實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流可能會(huì)為包括數(shù)字孿生在內(nèi)的多個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。這意味著需要配置數(shù)據(jù)流技術(shù)，以便在生產(chǎn)系統(tǒng)和數(shù)字孿生開(kāi)發(fā)和測(cè)試環(huán)境之間共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
數(shù)字孿生是一種令人興奮的新興技術(shù)，它展示了許多不同技術(shù)的融合，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)流和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。它將為許多行業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新、安全和高效的新時(shí)代。
作者：Isaac Sacolick是StarCIO的總裁，也是亞馬遜暢銷書(shū)《推動(dòng)數(shù)字化：通過(guò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的領(lǐng)導(dǎo)者指南》的
