科技創(chuàng)新風(fēng)向標-數(shù)字孿生

除了工業(yè)制造之外,數(shù)字孿生和5G、智慧城市也有非常密切的關(guān)系。我們知道,5G將開啟“萬物互聯(lián)”的時代,它使得人類的連接技術(shù)到了前所未有的高度。未來,在5G的支持下,云和端之間可以建立更緊密的連接。

近年來,數(shù)字孿生這個詞的熱度不斷攀升,頻繁出現(xiàn)在各大峰會論壇的演講主題之中,倍受行業(yè)內(nèi)外的關(guān)注。

那么究竟什么是數(shù)字孿生呢?

1、什么是數(shù)字孿生

數(shù)字孿生(Digital Twin),也被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像。是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)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。簡單來說,數(shù)字孿生就是在一個設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”。這個“克隆體”,也被稱為“數(shù)字孿生體”。它被創(chuàng)建在信息化平臺上,是虛擬的。

2、數(shù)字孿生特點

相比于二維設(shè)計圖紙,數(shù)字孿生體最大的特點在于:它是對實體對象的動態(tài)仿真。也就是說,數(shù)字孿生體是會“動”的。它“動”的依據(jù),來自實體對象的物理設(shè)計模型,還有實體對象上面?zhèn)鞲衅鞣答伒臄?shù)據(jù),以及其運行的歷史數(shù)據(jù)。說白了,實體對象的實時狀態(tài),還有外界環(huán)境條件,都會復(fù)現(xiàn)到“孿生體”身上。如果需要做系統(tǒng)設(shè)計改動,或者想要知道系統(tǒng)在特殊外部條件下的反應(yīng),工程師們可以在孿生體上進行“實驗”。這樣一來,既避免了對實體對象的影響,也可以提高效率、節(jié)約成本。

3、數(shù)字孿生應(yīng)用工業(yè)制造

采用數(shù)字孿生技術(shù),通過對運行數(shù)據(jù)進行連續(xù)采集和智能分析,可以預(yù)測維護工作的最佳時間點,可以提供維護周期的參考依據(jù),也可以提供故障點和故障概率的參考。數(shù)字孿生能夠有效提升產(chǎn)品的可靠性和可用性,同時降低產(chǎn)品研發(fā)和制造風(fēng)險,給工業(yè)制造帶來了顯而易見的效率提升和成本節(jié)約。

智慧城市

除了工業(yè)制造之外,數(shù)字孿生和5G、智慧城市也有非常密切的關(guān)系。我們知道,5G將開啟“萬物互聯(lián)”的時代,它使得人類的連接技術(shù)到了前所未有的高度。未來,在5G的支持下,云和端之間可以建立更緊密的連接。這也就意味著,更多的數(shù)據(jù)將被采集并集中在一起。這些數(shù)據(jù),可以幫助構(gòu)建更強大的數(shù)字孿生體,例如一個數(shù)字孿生城市。如今,我們的城市布滿了各種各樣的傳感器、攝像頭,借助包括5G在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),這些終端采集的數(shù)據(jù)可以更快地被提取出來?;谶@些數(shù)據(jù)以及城市模型構(gòu)建的數(shù)字孿生體,城市管理者可以更高效地管理城市。

基建工程

基建工程也是數(shù)字孿生的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。我們在修建高速公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施前,完成對工程的數(shù)字化建模,然后在虛擬的數(shù)字空間對工程進行仿真和模擬,評估工程的結(jié)構(gòu)和承受能力,還可以導(dǎo)入流量數(shù)據(jù),評估工程是否可以滿足投入使用后的需求。在工程交付之后,還可以在維護階段評估工程是否可以承擔(dān)特殊情況的壓力,以及監(jiān)測可能出現(xiàn)的事故隱患。

除了上述領(lǐng)域之外,包括醫(yī)療、物流、環(huán)保等很多場景都適合采用數(shù)字孿生技術(shù),應(yīng)用場景非常廣闊。

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