什么是數字孿生？

數字孿生是物理對象、流程或服務(wù)的數字表示。數字孿生可以是物理世界中對象的數字副本，例如噴氣發(fā)動(dòng)機或風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，甚至是更大的項目，例如建筑物甚至整個(gè)城市。

除了實(shí)物資產(chǎn)外，數字孿生技術(shù)還可用于復制流程，以便收集數據以預測其性能。

從本質(zhì)上講，數字孿生是一種計算機程序，它使用真實(shí)世界的數據來(lái)創(chuàng )建可以預測產(chǎn)品或過(guò)程將如何執行的模擬。這些程序可以集成物聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0），人工智能和軟件分析，以提高輸出。

隨著(zhù)機器學(xué)習和大數據等因素的進(jìn)步，這些虛擬模型已成為現代工程中推動(dòng)創(chuàng )新和提高性能的主要內容。

簡(jiǎn)而言之，創(chuàng )建一個(gè)可以增強戰略技術(shù)趨勢，防止物理對象中代價(jià)高昂的故障，還可以通過(guò)使用先進(jìn)的分析，監控和預測功能，測試流程和服務(wù)。

數字孿生技術(shù)如何工作？

數字孿生體的生命周期始于應用數學(xué)或數據科學(xué)專(zhuān)家研究物理對象或系統的物理和操作數據，以開(kāi)發(fā)模擬原始的數學(xué)模型。

創(chuàng )建數字孿生的開(kāi)發(fā)人員確保虛擬計算機模型可以從從從真實(shí)世界版本收集數據的傳感器接收反饋。這使數字版本能夠實(shí)時(shí)模擬和模擬原始版本正在發(fā)生的事情，從而創(chuàng )造機會(huì )來(lái)收集有關(guān)性能和任何潛在問(wèn)題的見(jiàn)解。

數字孿生可以像您需要的那樣復雜或簡(jiǎn)單，具有不同的數據量決定了模型模擬真實(shí)世界物理版本的精確程度。

雙胞胎可以與原型一起使用，以在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)提供有關(guān)產(chǎn)品的反饋，甚至可以單獨充當原型，以模擬構建時(shí)物理版本可能發(fā)生的事情。

數字孿生解決了哪些挑戰性問(wèn)題？

由于它可用于從汽車(chē)到醫療保健和發(fā)電等眾多行業(yè)，因此它已被用于解決大量挑戰。這些挑戰包括海上風(fēng)力渦輪機的疲勞測試和耐腐蝕性，以及賽車(chē)效率的提高。其他應用包括醫院建模以確定工作流程和人員配備以找到程序改進(jìn)。

數字孿生體允許用戶(hù)研究產(chǎn)品生命周期延長(cháng)、制造和流程改進(jìn)以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和原型測試的解決方案。在這種情況下，數字孿生體實(shí)際上可以表示問(wèn)題，因此可以在程序中而不是在現實(shí)世界中設計和測試解決方案。

誰(shuí)發(fā)明了數字孿生？

數字孿生體的概念最早是由David Gelernter在1991年出版的《Mirror Worlds》一書(shū)中提出的，佛羅里達理工學(xué)院的Michael Grieves繼續將這一概念應用于制造業(yè)。

到2002年，格里夫斯搬到了密歇根大學(xué)，當時(shí)他在密歇根州特洛伊的制造工程師協(xié)會(huì )會(huì )議上正式介紹了數字孿生概念。

然而，美國宇航局首先接受了數字孿生概念，在2010年的路線(xiàn)圖報告中，美國宇航局的約翰·維克斯（John Vickers）給這個(gè)概念起了個(gè)名字。這個(gè)想法被用來(lái)創(chuàng )建太空艙和飛行器的數字模擬，以便進(jìn)行測試。

數字孿生概念在2017年進(jìn)一步傳播，當時(shí)Gartner將其列為十大戰略技術(shù)趨勢之一。從那時(shí)起，這個(gè)概念就被用于越來(lái)越多的工業(yè)應用和工藝中。

何時(shí)使用數字孿生

?數字孿生可以分為三大類(lèi)型，它們顯示了可以使用該過(guò)程的不同時(shí)間：

• 數字孿生原型 （DTP） - 這是在創(chuàng )建物理產(chǎn)品之前進(jìn)行的

• 數字孿生實(shí)例 （DTI） – 這是在產(chǎn)品制造后完成的，以便在不同的使用場(chǎng)景上運行測試

• 數字孿生聚合 （DTA） – 收集 DTI 信息以確定產(chǎn)品的功能、運行預測和測試操作參數

這些總體類(lèi)型可以提供多種用途，包括物流規劃，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和重新設計，質(zhì)量控制/管理和系統規劃。

每當需要測試產(chǎn)品或過(guò)程時(shí)，無(wú)論是在設計、實(shí)施、監控還是改進(jìn)方面，數字孿生體都可用于節省時(shí)間和金錢(qián)。

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