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工业数字孪生技术的概念。

发布日期:2023-03-23 阅读次数:747

数字孪生是物理设备的虚拟副本,数据科学家和IT专家可以在实际设备构建和部署之前使用它进行模拟。数字孪生还可以获取实时物联网数据,并利用人工智能和数据分析来优化性能。

工业数字孪生技术的概念

在物联网、人工智能和数据分析的融合世界中,数字孪生技术已经超越了制造业。

随着越来越复杂的“事物”相互连接,具备生成数据的能力,数据科学家和其他IT专业人士可以优化部署,实现最高效率,创建其他假设场景。

数字孪生是什么?

数字孪生是物理对象或系统的数字表示。数字孪生背后的技术已经扩展到建筑、工厂甚至城市,有些人认为甚至人和过程都可以有数字孪生,这进一步扩展了这一概念。

数字孪生的概念最早出现在美国宇航局:早期太空舱的全尺寸模型用于镜像和诊断地面上的轨道问题,最终让位于全数字模拟。

然而,在Gartner将数字双胞胎列为2017年十大战略技术趋势之一后,这个词真正流行起来,并表示在三到五年内,“数十亿事物将由数字双胞胎代表,这是一个物理事物或系统的动态软件模型”。一年后,Gartner再次将数字孪生列为主要趋势,并表示“到2020年,预计将有210亿个连接传感器和端点,数字孪生将在不久的将来存在于数十亿事物中。”

数字孪生本质上是一种计算机程序,它输入物理对象或系统的真实数据,并输出预测或模拟物理对象或系统将如何受到这些输入的影响。

数字孪生是怎样工作的

数字孪生最初是由专家建造的,通常是数据科学或数学应用的专家。这些开发者研究被模仿的物理对象或系统的物理基础,利用这些数据开发数学模型,在数字空间中模拟现实世界的原始模型。

数字孪生结构使其能够接收来自传感器的输入,这些传感器可以从现实世界的相应物体中收集数据。在这个过程中,数字孪生可以实时模拟物理对象,并对性能和潜在问题提供洞察。数字孪生也可以根据其物理对应物的原型进行设计。在这种情况下,数字孪生可以在产品改进过程中提供反馈;双胞胎甚至可以作为原型本身,然后才能构建任何物理版本。

数字孪生可以是复杂的,也可以是简单的,用来构建和更新数据量将决定模拟物理对象的准确性。例如,以汽车数字孪生为例,计算里程只需要几个输入变量。

工业数字孪生技术的概念

数字双胞胎和模拟。

术语模拟和数字孪生经常互换,但它们是不同的东西。模拟是由CAD系统或类似的平台设计的,可以模拟,但可能不会与真实的物理对象一对一模拟。相比之下,数字孪生是基于物联网传感器在真实设备上的输入,这意味着它复制了现实世界的系统,并随着时间的推移而改变。模拟通常用于设计产品生命周期的阶段,试图预测未来产品的工作模式,而数字孪生提供了业务的各个部分,以了解一些已经使用的产品或系统是如何工作的。

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