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数字孪生

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十多年前,当Michael Grieves教授提出了物理产品的虚拟数字化映射的思想,也就是当下火热的“数字孪生”(Digital Twin)概念的起源时候,并没有得到行业内的积极响应。简单来说数字孪生技术就是利用物理世界的模型,结合传感器的数据以及历史的数据等,在虚拟数字世界映射出一个与物理现实世界完全相同的模型,去反映一个现实的过程。然而数字孪生并不仅仅是一个现实向虚拟转变的过程,它是一个双向的过程,既需要将物理实体转变为数字虚拟物体去简化实验过程,同时也需要将数字虚拟物体与物理实体联系起来作用于现实之中。


但Michael Grieves却没有想到,在十余年后,数字孪生得到了各行各业各方人士的热情追捧。IDC预测到2020年全球头部600家企业都会使用数字孪生来提供产品创新,Markets and Markets预测到2023年数字孪生市场规模将达到157亿美元,并以38%复合年增长率增长。在制造业,做产品设计的在使用数字孪生,做产品生命周期管理(PLM)的在使用数字孪生,做制造过程管理的在使用数字孪生,做产品售后服务的在使用数字孪生,做设备故障诊断的在使用数字孪生,甚至搞自动化、工业控制、机器人的也在使用数字孪生……更让人称奇的是,数字孪生这一概念,迅速走出制造业,应用到了智慧城市、智慧交通、智慧农业、智慧医疗、智能家居等行业。因为数字孪生具有高时效、低成本、可见性预测性、假设分析、沟通和记录机制等多重特点,数字孪生无处不在,似乎已成为各行各业实现数字化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展,计算机算力将重新达到一个新高度,在这一基础下,我们可以使得数字孪生技术进一步发展,各种产品的开发仿真时间也将极大的缩短,产品周期大大减小。


结合5G技术可以保证远程操作的低延时,从而在更多需求更精密,操作很危险的工作中得到很大的应用。结合机器学习,能够使得到虚拟模型的时间大大缩短且准确性提高。结合AR、MR等,可以使得能减少操作人员培训时间,通过后台的提示,一步步完成操作,降低了经验对操作的重要性。结合互联网、云计算、大数据、物联网等技术能实现智慧城市、智慧工厂等的精准操控,生产、生活将更加智慧。


新一代信息技术与实体经济的加速融合,工业数字化、网络化、智能化演进趋势日益明显,催生了一批制造业数字化转型新模式、新业态,其中数字孪生日趋成为产业各界研究热点,未来发展前景广阔。