數(shù)字孿生,顧名思義,就是數(shù)字形式的雙胞胎。在“數(shù)字孿生”中,雙胞胎中的一個(gè)是存在于現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體,小到零件,大到工廠;而雙胞胎中的另一個(gè)則只存在虛擬和數(shù)字世界之中,是利用數(shù)字技術(shù)營(yíng)造的與現(xiàn)。
數(shù)字孿生,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),數(shù)字孿生,數(shù)字化,制造業(yè)
圖片來(lái)自“東方IC”
數(shù)字孿生不僅僅是復(fù)制。
孿生,即雙胞胎;數(shù)字孿生,顧名思義,就是數(shù)字形式的雙胞胎。
在“數(shù)字孿生”中,雙胞胎中的一個(gè)是存在于現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體,小到零件,大到工廠,簡(jiǎn)單如螺絲,復(fù)雜如人體的結(jié)構(gòu)。
而雙胞胎中的另一個(gè)則只存在虛擬和數(shù)字世界之中,是利用數(shù)字技術(shù)營(yíng)造的與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)稱的鏡像。
如果以家用電腦為例,Word文檔和打印出來(lái)的文稿就是“數(shù)字孿生”。若以導(dǎo)航軟件為例,城市中的實(shí)體道路和軟件中的虛擬道路也是“數(shù)字孿生”。
此外,這個(gè)數(shù)字孿生體,不僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)體的虛擬再現(xiàn),還可以模擬對(duì)象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為。因此可以說(shuō),數(shù)字孿生是將物理對(duì)象以數(shù)字化方式在虛擬空間呈現(xiàn),模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為特征。
數(shù)字孿生有什么用?
首先,它可以通過設(shè)計(jì)工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等各種數(shù)字化的手段,將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中,形成可拆解、可復(fù)制、可轉(zhuǎn)移、可修改、可刪除、可重復(fù)操作的數(shù)字鏡像。
這極大的加速了操作人員對(duì)物理實(shí)體的了解,激發(fā)模擬仿真、批量復(fù)制、虛擬裝配等設(shè)計(jì)活動(dòng)。
過去,在沒有數(shù)字化模型幫助之下,制造一件產(chǎn)品要經(jīng)歷很多次迭代設(shè)計(jì)。
現(xiàn)在,采用了數(shù)字化模型的設(shè)計(jì)技術(shù),就可以在虛擬的三維數(shù)字空間輕松地修改部件和產(chǎn)品的每一處尺寸和裝配關(guān)系,這使得幾何結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證工作和裝配可行性的驗(yàn)證工作大為簡(jiǎn)單,大幅度減少了迭代過程中物理樣機(jī)的制造次數(shù)、時(shí)間,以及成本。
此外,數(shù)字孿生還可以通過采集有限的物理傳感器指標(biāo)的直接數(shù)據(jù),借助大樣本庫(kù),通過機(jī)器學(xué)習(xí)推測(cè)出一些原本無(wú)法直接測(cè)量的指標(biāo)。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的評(píng)估、對(duì)過去發(fā)生問題的診斷,以及對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè),并給予分析的結(jié)果,模擬各種可能性,提供更全面的決策支持。
例如,針對(duì)大型設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障特征,可以將傳感器的歷史數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練出針對(duì)不同故障現(xiàn)象的數(shù)字化特征模型,并結(jié)合專家處理的記錄,將其形成未來(lái)對(duì)設(shè)備故障狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)判決的依據(jù),最終形成自治化的智能診斷和判決。
數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和重要場(chǎng)景
當(dāng)下,互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代