数字孪生是什么?

什么是 数字 数字孪生 2023-11-06 103

近年来,数字双胞胎这个词不断出现在公众的视野中,特别是随着物联网技术的发展,数字双胞胎不断出现在各行各业。乍一看,这个概念仍然很罕见。什么是数字双胞胎?

让我们来看看数字孪生的概念。《数字孪生应用白皮书》是这样说的:

“数字双胞胎是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字表达。数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速收敛,并提供物理实体或过程整个生命周期的集成视图,有利于提高综合性能。”

简单翻译一下,数字双胞胎就是在虚拟数字空间中映射现实世界中的事物,构建物理实体的“数字克隆体”。在历史数据和即时数据的基础上,借助数据模型,完成真实场景或对象的投影呈现、分析改进、诊断和预测。

数字孪生构建三个步骤

在阅读了大量的信息和信息后,大致总结了数字双胞胎的构建和应用过程,可分为复制、构建和应用三个步骤。

复制:现实空间的数字重建

首先是利用空间采集设备准确复制现实空间,通过物联网实现物理空间与数字空间之间的现实互动。在此过程中,将收集和传输现实空间的相关数据,包括结构数据、传感器数据、操作数据等,为以下模型的构建和优化做准备。

数字孪生是什么?

构建:数据驱动模型学习改进

当真实空间和物理实体数字化复制时,相关数据也上传到云中。数据清理处理后,可以结合处理后的数据,利用相关技术能力构建数字双模型,并继续验证和改进。

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应用:功能开发及实际应用:功能开发及实际应用

在模型构建后的具体应用中,结合具体的使用场景和行业特点,进行具体的功能开发和应用,如工厂车间的预测维护、公路交通的模拟规划等。

数字孪生应用价值

说了这么多,数字孪生有什么用?具体可以应用于哪些场景或行业?让我们一一回答。

空间预测模拟:航天工程作为科学技术的前沿应用,可以说是数字孪生技术的最早应用。在1969年的美国阿波罗项目中,美国国家航空航天局(NASA)通过制造两个完全相同的航天器,形成“物理双生”,这是最早的数字双生技术的雏形。随着技术的迭代发展,数字双生技术广泛应用于航天工程产品研发、故障检测、系统控制等领域。

数字孪生工厂:数字孪生技术是工业生产的宠儿,能够实现资源配置、智能化生产,显著提高生产效率。数字双工厂代表将实体工厂转移到虚拟空间,实时获取工厂数据,完成工厂实时监控,模拟生产过程,改进生产过程,大数据支持只能决策和预测分析。可以说,数字双技术在工业生产领域非常有效。

智能交通模拟:数字双胞胎在智能交通行业的应用主要是将实时收集的交通数据纳入建立的交通模型系统,通过大数据分析、人工智能人工智能和交通模拟技术,实现真实道路交通与虚拟环境的深度整合,如车流变化模拟演绎、模拟交通指示灯变化,帮助更好地规划交通路线,为管理部门提高交通管理调度提供技术支持。

建设智慧城市:利用数字孪生技术,我们可以在互联网空间中建设一个与物理世界相对应的双生城市,通过数据识别、状态准确感知、数据实时分析等实现城市模拟、监控和控制,处理城市规划、设计、建设、管理和服务过程中的诸多问题。

目前,数字双胞胎已广泛应用于工业制造、智能城市、智能交通、能源等主要行业。作为虚拟仿真的重要领域,数字双胞胎正以其强大的能力在各行各业创造前所未有的创新。

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