数字孪生数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生是个普遍适应的理论技术体系,可以在众多领域应用,在产品设计、产品制造、医学
数字孪生
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
数字孪生是个普遍适应的理论技术体系,可以在众多领域应用,在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在国内应用最深入的是工程建设领域,关注度最高、研究最热的是智能制造领域。

数字孪生(图片来自网络)
2011 年,Michael Grieves 教授在《几乎完美:通过PLM驱动创新和精益产品》给出了数字孪生的三个组成部分:物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品、物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互接口。
Digital twin最为重要的启发意义在于,它实现了现实物理系统向赛博空间数字化模型的反馈。这是一次工业领域中,逆向思维的壮举。人们试图将物理世界发生的一切,塞回到数字空间中。只有带有回路反馈的全生命跟踪,才是真正的全生命周期概念。这样,就可以真正在全生命周期范围内,保证数字与物理世界的协调一致。各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘,甚至人工智能的应用,都能确保它与现实物理系统的适用性。这就是Digital twin对智能制造的意义所在。
数字孪生的应用场景有如下:
在工业产品研发上,通过构建工业产品的数字孪生,通过模拟运行状态,可以预测未来的产品性能和潜在故障。

工业产品研发(图片来自网络)
在生产制造业上,通过数字孪生,再说建设实体工程的同时,构建一个虚拟工厂,将实体工厂的每个车间、流水线、设备等映射在虚拟工厂上,通过虚拟的数字孪生实时监控生产状态,就可以及时发现问题,提高生产效率和管控水平。

生产制造(图片来自网络)
在城市管理中,通过数字孪生技术构建一座数字城市,可以对城市的交通数据进行实时分析,精准预测城市交通拥堵的关键点。对于城市建设、规划和管理运营十分重要。

城市规划(图片来自网络)
数字孪生还可以应用于医疗、物流、农业、制造、建筑、能源以及安全应急的众多行业领域,应用场景非常广泛。
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创作:吴晓东(网络空间北京市国际合作基地)
指导教师:宁老师
参考资料:
[1]
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1735684371393429900&wfr=spider&for=pc
[2]
https://view.inews.qq.com/a/20220705A08JVA00?refer=wx_hot&ft=0
[3]
https://www.chinairn.com/hyzx/20220621/144903135.shtml
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