數(shù)字孿生與其他技術(shù)的區(qū)別

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數(shù)字孿生需要依靠包括仿真、實(shí)測、數(shù)據(jù)分析在內(nèi)的手段對(duì)物理實(shí)體狀態(tài)進(jìn)行感知、診斷和預(yù)測,進(jìn)而優(yōu)化物理實(shí)體,同時(shí)進(jìn)化自身的數(shù)字模型。仿真技術(shù)作為創(chuàng)建和運(yùn)行數(shù)字孿生的核心技術(shù),是數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與融合的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)之上,數(shù)字孿生必需依托并集成其他新技術(shù),與傳感器共同在線以保證其保真性、實(shí)時(shí)性與閉環(huán)性。

01、數(shù)字孿生與仿真(Simulation)的區(qū)別

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仿真技術(shù)是應(yīng)用仿真硬件和仿真軟件通過仿真實(shí)驗(yàn),借助某些數(shù)值計(jì)算和問題求解,反映系統(tǒng)行為或過程的模型技術(shù),是將包含了確定性規(guī)律和完整機(jī)理的模型轉(zhuǎn)化成軟件的方式來模擬物理世界的方法,目的是依靠正確的模型和完整的信息、環(huán)境數(shù)據(jù),反映物理世界的特性和參數(shù)。仿真技術(shù)僅僅能以離線的方式模擬物理世界,不具備分析優(yōu)化功能,因此不具備數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)性、閉環(huán)性等特征。

數(shù)字孿生需要依靠包括仿真、實(shí)測、數(shù)據(jù)分析在內(nèi)的手段對(duì)物理實(shí)體狀態(tài)進(jìn)行感知、診斷和預(yù)測,進(jìn)而優(yōu)化物理實(shí)體,同時(shí)進(jìn)化自身的數(shù)字模型。仿真技術(shù)作為創(chuàng)建和運(yùn)行數(shù)字孿生的核心技術(shù),是數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與融合的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)之上,數(shù)字孿生必需依托并集成其他新技術(shù),與傳感器共同在線以保證其保真性、實(shí)時(shí)性與閉環(huán)性。

02、數(shù)字孿生與信息物理系統(tǒng)(CPS)的區(qū)別

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數(shù)字孿生與CPS都是利用數(shù)字化手段構(gòu)建系統(tǒng)為現(xiàn)實(shí)服務(wù)。其中,CPS屬于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),而數(shù)字孿生側(cè)重于模型的構(gòu)建等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。CPS是通過集成先進(jìn)的感知、計(jì)算、通信和控制等信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù),構(gòu)建了物理空間與虛擬空間中人、機(jī)、物、環(huán)境和信息等要素相互映射、適時(shí)交互、高效協(xié)同的復(fù)雜系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源配置和運(yùn)行的按需響應(yīng)、快速迭代和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

相比于綜合了計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)CPS,數(shù)字孿生的構(gòu)建作為建設(shè)CPS系統(tǒng)的使能技術(shù)基礎(chǔ),是CPS具體的物化體現(xiàn)。數(shù)字孿生的應(yīng)用既有產(chǎn)品、也有產(chǎn)線、工廠和車間,直接對(duì)應(yīng)CPS所面對(duì)的產(chǎn)品、裝備和系統(tǒng)等對(duì)象。數(shù)字孿生在創(chuàng)立之初就明確了以數(shù)據(jù)、模型為主要元素構(gòu)建的基于模型的系統(tǒng)工程,更適合采用人工智能或大數(shù)據(jù)等新的計(jì)算能力進(jìn)行數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

03、數(shù)字孿生與數(shù)字主線(Digital Thread)的區(qū)別

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數(shù)字主線被認(rèn)為是產(chǎn)品模型在各階段演化利用的溝通渠道,是依托于產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)系統(tǒng),涵蓋產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、制造、售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期中,通過提供訪問、整合以及將不同/分散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可操作性信息的能力來通知決策制定者。

數(shù)字主線也是一個(gè)允許可連接數(shù)據(jù)流的通信框架,并提供一個(gè)包含生命周期各階段功能的集成視圖。數(shù)字主線有能力為產(chǎn)品數(shù)字孿生提供訪問、整合和轉(zhuǎn)換能力,其目標(biāo)是貫通產(chǎn)品生命周期和價(jià)值鏈,實(shí)現(xiàn)全面追溯、信息交互和價(jià)值鏈協(xié)同。由此可見,產(chǎn)品的數(shù)字孿生是對(duì)象、模型和數(shù)據(jù),而數(shù)字主線是方法、通道、鏈接和接口。

數(shù)字主線也是一個(gè)允許可連接數(shù)據(jù)流的通信框架,并提供一個(gè)包含生命周期各階段功能的集成視圖。數(shù)字主線有能力為產(chǎn)品數(shù)字孿生提供訪問、整合和轉(zhuǎn)換能力,其目標(biāo)是貫通產(chǎn)品生命周期和價(jià)值鏈,實(shí)現(xiàn)全面追溯、信息交互和價(jià)值鏈協(xié)同。由此可見,產(chǎn)品的數(shù)字孿生是對(duì)象、模型和數(shù)據(jù),而數(shù)字主線是方法、通道、鏈接和接口。

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