如何使用数字孪生应用

2020-09-29

数字孪生应用不只是复制而已。

孪生,即双胞胎;数字孪生,顾名思义,是以数字形式出现的。

数字孪生体中有一对双胞胎,它们存在于真实世界,小到零件,大到工厂,简单如螺丝,复杂如人体结构。

另外一对孪生兄弟,在虚拟和数字世界里,是用数字技术创造的与真实世界对称的镜像。

就拿家用电脑来说,Word文档和打印的文稿是“数字孪生”。就拿导航软件来说,城市的实体道路和软件的虚拟道路同样是“数字孪生”。

汽车3D模型的数字化孪生技术

另外,这个数字孪生体,不仅是一个真实实体的虚拟再现,而且能模拟真实环境中物体的行为。所以可以说,数字孪生就是实体实体在虚拟空间中的数字化表现,在真实环境中模拟实体的行为特征。

数码双胞胎有什么用?

数字孪生的概念到底有何意义?

一是通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等多种数字化手段,将物理设备的各种属性映射到虚拟空间,形成数字镜像,可分解、复制、传输、修改、删除、重复操作。

它大大加快了操作者对物理实体的理解,引发了模拟仿真、批量复制、虚拟装配等设计活动。

在过去,在没有数字化模型的帮助下,制造一个产品需要多次反复的设计。

采用数字化模型设计技术,使零件和产品的每个尺寸和装配关系都能在虚拟的三维数字空间中很容易地进行修改,从而大大简化了几何结构的验证和装配可行性的验证工作,大大减少了物理样机在迭代过程中的制造次数、时间和成本。

另外,数字孪生还可以通过采集有限的物理传感器指标的直接数据,借助大样本库,通过机器学习的方法,对一些原本不能直接测量的指标进行推测。通过此方法,可以实现对当前状况的评估,对过去发生的问题进行诊断,以及对未来趋势进行预测,并给出分析结果,模拟各种可能性,提供更全面的决策支持。

举例来说,对于大型设备在运行过程中出现的各种故障特征,利用机器学习方法,可以将传感器的历史数据训练成针对不同故障现象的数字化特征模型,并与专家处理记录相结合,为将来准确判断设备故障状态提供依据,最终实现智能化诊断和自主判断。

03丰富的应用场景。

数字孪生,5G应用落地强风口。

在5G物联网时代,数字孪生是一项重要应用。

场景应用包括:eMBB(高带宽),mMTC(大连接),URLLC(高可靠和低延迟)等5G网络。大量的应用场景和应用模式就是从这三个方面衍生而来的。

eMBB全面提升网络速度,增强网络体验;mMTC连接更多智能终端,实现万物互联;URLLC应用于对精度要求高的行业,如自动驾驶、移动医疗等,具有高可靠性和低延迟。

数码双胞胎就是上述应用场景的衍生产品。

派生出的5G产业链。

数字孪生技术目前主要应用于工业生产领域,特别是汽车、电子等行业。产业互联网是全球产业系统与先进计算、分析、感应技术和互联网连接相融合的产物,是推动产业互联网不断完善的关键技术,但最能体现产业互联网“助燃剂”5G拉动作用的是数字孪生。

今后工业物联网最核心的应用基础是数据,不管是生产线上的工业设备,还是城市中的垃圾箱、灯杆,都需要被采集并映射到数字世界中,数字孪生因此必不可少。