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什么是数字孪生?

2020-01-06

今天小枣君要给咱们介绍的,是一个听起来就很巨大上的概念——数字孪生。信任很多人都听说过数字孪生。在曩昔几年,这个词的热度不断攀升,频频出现在各大峰会论坛的讲演主题之中,备受职业表里的重视。终究什么是数字孪生?它是谁提出来...“”

今天小枣君要给咱们介绍的,是一个听起来就很巨大上的概念——数字孪生。

信任很多人都听说过数字孪生。在曩昔几年,这个词的热度不断攀升,频频出现在各大峰会论坛的讲演主题之中,备受职业表里的重视。

终究什么是数字孪生?它是谁提出来的?它会给咱们的日子带来什么样的改动?

什么是数字孪生

数字孪生,英文名叫Digital Twin,也被称为数字映射、数字镜像。

它的官方界说十分复杂,是这么说的:

数字孪生,是充分利用物理模型、传感器更新、运转前史等数据,集成多学科、多物理量、多标准、多概率的仿真进程,在虚拟空间中完结映射,然后反映相对应的实体配备的全生命周期进程。

看晕了吧?其实,简略来说,数字孪生便是在一个设备或系统的基础上,发明一个数字版的“克隆体”。

这个“克隆体”,也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上,是虚拟的。或许你会说,这不便是电脑上的规划图纸嘛?CAD搞搞不就有了?

其实不然。比较于规划图纸,数字孪生体最大的特色在于:它是对实体目标的动态仿真。也便是说,数字孪生体是会“动”的。

并且,数字孪生体不是随意乱“动”。它“动”的依据,来自本体的物理规划模型,还有本体上面传感器反响的数据,以及本体运转的前史数据。

说白了,本体的实时状况,还有外界环境条件,都会复现到“孪生体”身上。

假如需要做系统规划改动,或许想要知道系统在特别外部条件下的反响,工程师们能够在孪生体上进行“试验”。这样一来,既避免了对本体的影响,也能够进步功率、节省本钱。

除了“会动”之外,了解数字孪生还需要记住三个关键词,分别是“全生命周期”、“实时/准实时”、“双向”。

数字孪生是源自工业界的概念。在工业制作范畴,有一个词叫做“产品生命周期办理”。信任很多人都听说过。

全生命周期,是指数字孪生能够贯穿产品包含规划、开发、制作、服务、保护甚至作废收回的整个周期。它并不仅限于协助企业把产品更好地造出来,还包含协助用户更好地运用产品。

而实时/准实时,是指本体和孪生体之间,能够树立全面的实时或准实时联络。两者并不是彻底独立的,映射联系也具有必定的实时性。

双向,是指本体和孪生体之间的数据活动能够是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据,孪生体也能够向本体反响信息。企业能够依据孪生体反响的信息,对本体采纳进一步的举动和干涉。

数字孪生的来源

提到“数字孪生”这个概念的发明者,职业里并没有清晰的说法。很多人以为,数字孪生是美国密歇根大学教授Michael Grieves博士于2002年提出的。

▲Michael Grieves博士

但这种说法并没有书面的文献或材料能够支撑。

Michael Grieves博士在2014年发布的文章中,从前“追溯”自己从前在2002年密歇根大学PLM中心一次讲演中,提及了相似数字孪生的相关概念。他还“追溯”自己从前在2003年的一次高管训练上,提出了“物理产品的数字等同体或数字孪生体概念”。

但是,这些都没有确凿的文献或印象材料依据。真实有据可查的“数字孪生”概念提出者,是美国空军研讨试验室。

▲AFRL徽标

2011年3月,美国空军研讨试验室结构力学部分的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel,做了一次讲演,标题是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity the Airframe Digital Twin”,初次清晰提到了数字孪生。

其时,AFRL期望完成战斗机保护作业的数字化,而数字孪生是他们想出来的立异办法。

当美国空军意识到数字孪生具有很强有用含义的一起,另一家企业也对数字孪生产生了稠密的爱好,它便是美国通用电气公司。

▲美国通用电气公司

美国通用电气公司在为美国国防部供给F-35联合攻击机解决方案的时分,发现了数字孪生体的价值。

不知道咱们是否还记得小枣君之前那篇介绍工业4.0的文章?是的,美国通用电气公司,便是美国先进制作战略的首要推手。

其时的美国通用,一直在致力于研讨工业数字化,以及怎么构建工业互联网系统。明显,数字孪生对工业4.0十分有用,能够说是如虎添翼。再后来,德国西门子也跟着拥抱了数字孪生,将其奉为至宝。

2015年左右,我国也开端跟进。其时包含工业4.0研讨院在内的多家国内研讨机构和企业,纷繁启动了数字孪生相关的研讨课题。从那之后,数字孪生这个概念,就开端风行互联网和产业界,直至今天。

数字孪生的价值

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