近這些年,隨著智能制造理論和應(yīng)用的不斷推進(jìn),數(shù)字孿生系統(tǒng)技術(shù)在航空、航天等很多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。例如美國部將數(shù)字孿生應(yīng)用到航空航天飛行器的健康維護(hù)與保障的業(yè)務(wù)過程當(dāng)中。西門子工業(yè)軟件出版了《數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn):基于模型的數(shù)字化企業(yè)》的書籍,其他一些企業(yè)和咨詢公司也對數(shù)字孿生系統(tǒng)做了深入的討論和研究。那么,究竟什么是數(shù)字孿生呢?數(shù)字孿生(DigitalTwin)目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義,數(shù)字孿生的概念也在不斷發(fā)展和不斷地進(jìn)行演變。NASA在2012第53屆美洲航空航天協(xié)會學(xué)術(shù)會議上,對數(shù)字孿生進(jìn)行了這樣的描述:數(shù)字孿生是飛行器或系統(tǒng)集成的多物理、多尺度的概率性仿真,它使用比較好的可用物理模型、更新的傳感器數(shù)據(jù)和歷史飛行數(shù)據(jù)等來反映與該模型對應(yīng)的飛行實(shí)體全生命周期的真實(shí)特性。如何提高使用數(shù)字孿生系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?杭州市如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)屬于哪個行業(yè)
在產(chǎn)品的整個生命周期演變過程中,其數(shù)字孿生模型的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)可以用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖來表示,顧名思義,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖是對產(chǎn)品不同階段數(shù)字孿生模型和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化組織,從而對數(shù)字孿生模型和數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、查看、訪問和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)管理過程中,產(chǎn)品數(shù)字孿生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)視圖(As-Designed)。在生產(chǎn)管理過程中,生產(chǎn)數(shù)字孿生在產(chǎn)品制造階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)制造視圖(As-Manufactured)。在產(chǎn)品生產(chǎn)、交付并進(jìn)入使用開始維護(hù)后,性能數(shù)字孿生在這個階段的終結(jié)果是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)維護(hù)視圖(As-Maintained)。撫州市中國的數(shù)字孿生系統(tǒng)的起源數(shù)字孿生系統(tǒng)常見應(yīng)用場景?
數(shù)字孿生技術(shù)當(dāng)前幾乎沒有實(shí)用價(jià)值!什么是數(shù)字孿生呢?用大白話來說,就是產(chǎn)品從研發(fā)開始,就繪制三維模型。這些模型會給到工藝、制造、物流、客戶、運(yùn)維手中,減少他們的工作量。同時,客戶、運(yùn)維一方拿到三維模型后,可以用于構(gòu)建虛擬廠房,在傳感器配合下實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、檢修、模擬等等場景。聽著非常美好,但是實(shí)際上存在幾個問題,目前完全沒法實(shí)施:數(shù)字孿生要求研發(fā)制造企業(yè)實(shí)施三維管理,用三維圖紙?zhí)鎿Q二維圖紙。三維圖紙是3d零件組成的裝配圖。而裝配圖本質(zhì)上是零件位置關(guān)系圖,打開裝配圖前要先根據(jù)名稱在當(dāng)前文件夾下找同名的零件。每個裝配圖都要對應(yīng)一個文件夾,里面放滿所需的零件。事實(shí)上,正是管理難、變更難、應(yīng)用難,導(dǎo)致裝備制造業(yè)都還在使用二維圖紙。他們都試點(diǎn)過三維管理,都失敗了。
數(shù)字孿生是客觀世界中的物化事物及其發(fā)展規(guī)律被軟件定義后的一種結(jié)果。豐富的工業(yè)軟件內(nèi)涵以及強(qiáng)大的軟件定義效果,讓數(shù)字孿生的研究在國內(nèi)外呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢。作者認(rèn)為數(shù)字孿生與計(jì)算機(jī)輔助(CAX)軟件(尤其是廣義仿真軟件)以及數(shù)據(jù)采集/分析的發(fā)展關(guān)系十分密切。在工業(yè)界,人們用軟件來模仿和增強(qiáng)人的行為方式,例如,計(jì)算機(jī)繪圖軟件早模仿的是人在紙面上作畫的行為。人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展成熟后,以下模仿行為開始出現(xiàn):依靠軟件中的某些特定算法,人們已經(jīng)開發(fā)出了某些具有一定智能水平的工業(yè)軟件,如具有關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)效果的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)。數(shù)字孿生系統(tǒng)的適用對象?
數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),從技術(shù)角度來看,數(shù)字孿生體系的構(gòu)建分為:物理實(shí)體建模(傳感、射頻、嵌入、數(shù)采)、虛擬鏡像建模(3D模型、行為建模、規(guī)則建模、模型集成、模型分析、模型評估)、服務(wù)建模(資源管理、服務(wù)描述、服務(wù)封裝、服務(wù)可視化、搜索與匹配、服務(wù)評估、容錯管理、人機(jī)交互)、數(shù)據(jù)建模(存儲、清理、轉(zhuǎn)換、集成、融合、分析、可視、完整性、安全性)、連接建模(協(xié)議分析、協(xié)議轉(zhuǎn)換、感知、無線、API、標(biāo)準(zhǔn))。數(shù)字孿生構(gòu)建的八條準(zhǔn)則:基于數(shù)據(jù)和知識、模塊化、輕量化、層次化、標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)化、開放性和可擴(kuò)展、魯棒性。這些準(zhǔn)則對數(shù)字孿生的受眾來說,非常貼心。因?yàn)?,?dāng)前數(shù)字孿生對很多人來說,還很“科幻”,而且往往他們看到的數(shù)字孿生相關(guān)宣傳都是“全生命周期(設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)等等)”,那么多“全”才叫“全”呢,生命周期應(yīng)該覆蓋到哪里呢,沒有設(shè)計(jì)階段行嗎?這樣的系統(tǒng)得做多大,涵蓋多少范圍?……這時候這些準(zhǔn)則就能解決這些疑問。數(shù)字孿生系統(tǒng)在中國的發(fā)展前景?如何選擇數(shù)字孿生系統(tǒng)的特點(diǎn)
如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)?杭州市如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)屬于哪個行業(yè)
數(shù)字孿生與元宇宙的融合、共生與歧路,從以上的異同中我們可以看到,數(shù)字孿生更加傾向于對現(xiàn)實(shí)社會的治理、對行業(yè)業(yè)務(wù)效率的改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新,而元宇宙更傾向于構(gòu)建公共娛樂社交的理想數(shù)字社會。但這并不妨礙這兩者結(jié)合。基于Web地理空間3D可視化、高精度地圖、雷達(dá)激光點(diǎn)云、BIM、測繪地圖、衛(wèi)星與無人機(jī)遙感影像等空間地形數(shù)據(jù),融合遙感時空、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、定位軌跡、業(yè)務(wù)專題、社交內(nèi)容、文字文檔等時空動態(tài)數(shù)據(jù),通過游戲級引擎的渲染和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng),構(gòu)建起數(shù)字孿生的城市和行業(yè)業(yè)務(wù)高保真、高聚合的“數(shù)字孿生”時空環(huán)境:可以實(shí)時映射現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)程,可以基于現(xiàn)實(shí)空間全息內(nèi)容,也可以模擬與耦合事件與場景,融合“元宇宙”在線共享數(shù)字空間、現(xiàn)實(shí)虛擬感知交互的特征,人們得以進(jìn)入全真數(shù)字世界管理城市與業(yè)務(wù),將催生全新的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。杭州市如何開發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)屬于哪個行業(yè)
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