什么是數(shù)字孿生？

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

除了實(shí)物資產(chǎn)外，數(shù)字孿生技術(shù)還可用于復(fù)制流程，以便收集數(shù)據(jù)以預(yù)測(cè)其性能。

從本質(zhì)上講，數(shù)字孿生是一種計(jì)算機(jī)程序，它使用真實(shí)世界的數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品或過(guò)程將如何執(zhí)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。

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)等因素的進(jìn)步，這些虛擬模型已成為現(xiàn)代工程中推動(dòng)創(chuàng)新和提高性能的主要內(nèi)容。

簡(jiǎn)而言之，創(chuàng)建一個(gè)可以增強(qiáng)戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)，防止物理對(duì)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(jiān)控和預(yù)測(cè)功能，測(cè)試流程和服務(wù)。

數(shù)字孿生技術(shù)如何工作？

數(shù)字孿生體的生命周期始于應(yīng)用數(shù)學(xué)或數(shù)據(jù)科學(xué)專家研究物理對(duì)象或系統(tǒng)的物理和操作數(shù)據(jù)，以開(kāi)發(fā)模擬原始的數(shù)學(xué)模型。

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

數(shù)字孿生可以像您需要的那樣復(fù)雜或簡(jiǎn)單，具有不同的數(shù)據(jù)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(dú)充當(dāng)原型，以模擬構(gòu)建時(shí)物理版本可能發(fā)生的事情。

數(shù)字孿生解決了哪些挑戰(zhàn)性問(wèn)題？

由于它可用于從汽車(chē)到醫(yī)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(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括海上風(fēng)力渦輪機(jī)的疲勞測(cè)試和耐腐蝕性，以及賽車(chē)效率的提高。其他應(yīng)用包括醫(yī)院建模以確定工作流程和人員配備以找到程序改進(jìn)。

數(shù)字孿生體允許用戶研究產(chǎn)品生命周期延長(zhǎng)、制造和流程改進(jìn)以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和原型測(cè)試的解決方案。在這種情況下，數(shù)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(xiàn)實(shí)世界中設(shè)計(jì)和測(cè)試解決方案。

誰(shuí)發(fā)明了數(shù)字孿生？

數(shù)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(dá)理工學(xué)院的Michael Grieves繼續(xù)將這一概念應(yīng)用于制造業(yè)。

到2002年，格里夫斯搬到了密歇根大學(xué)，當(dāng)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(shù)字孿生概念。

然而，美國(guó)宇航局首先接受了數(shù)字孿生概念，在2010年的路線圖報(bào)告中，美國(guó)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(shù)字模擬，以便進(jìn)行測(cè)試。

數(shù)字孿生概念在2017年進(jìn)一步傳播，當(dāng)時(shí)Gartner將其列為十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)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(yīng)用和工藝中。

何時(shí)使用數(shù)字孿生

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

• 數(shù)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(yùn)行測(cè)試

• 數(shù)字孿生聚合 （DTA） – 收集 DTI 信息以確定產(chǎn)品的功能、運(yùn)行預(yù)測(cè)和測(cè)試操作參數(shù)

這些總體類(lèi)型可以提供多種用途，包括物流規(guī)劃，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和重新設(shè)計(jì)，質(zhì)量控制/管理和系統(tǒng)規(guī)劃。

每當(dāng)需要測(cè)試產(chǎn)品或過(guò)程時(shí)，無(wú)論是在設(shè)計(jì)、實(shí)施、監(jiān)控還是改進(jìn)方面，數(shù)字孿生體都可用于節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)。

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