科技创新风向标-数字孪生

除了工业制造之外,数字孪生和5G、智慧城市也有非常密切的关系。我们知道,5G将开启“万物互联”的时代,它使得人类的连接技术到了前所未有的高度。未来,在5G的支持下,云和端之间可以建立更紧密的连接。

近年来,数字孪生这个词的热度不断攀升,频繁出现在各大峰会论坛的演讲主题之中,倍受行业内外的关注。

那么究竟什么是数字孪生呢?

1、什么是数字孪生

数字孪生(Digital Twin),也被称为数字映射、数字镜像。是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。简单来说,数字孪生就是在一个设备或系统的基础上,创造一个数字版的“克隆体”。这个“克隆体”,也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上,是虚拟的。

2、数字孪生特点

相比于二维设计图纸,数字孪生体最大的特点在于:它是对实体对象的动态仿真。也就是说,数字孪生体是会“动”的。它“动”的依据,来自实体对象的物理设计模型,还有实体对象上面传感器反馈的数据,以及其运行的历史数据。说白了,实体对象的实时状态,还有外界环境条件,都会复现到“孪生体”身上。如果需要做系统设计改动,或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应,工程师们可以在孪生体上进行“实验”。这样一来,既避免了对实体对象的影响,也可以提高效率、节约成本。

3、数字孪生应用工业制造

采用数字孪生技术,通过对运行数据进行连续采集和智能分析,可以预测维护工作的最佳时间点,可以提供维护周期的参考依据,也可以提供故障点和故障概率的参考。数字孪生能够有效提升产品的可靠性和可用性,同时降低产品研发和制造风险,给工业制造带来了显而易见的效率提升和成本节约。

智慧城市

除了工业制造之外,数字孪生和5G、智慧城市也有非常密切的关系。我们知道,5G将开启“万物互联”的时代,它使得人类的连接技术到了前所未有的高度。未来,在5G的支持下,云和端之间可以建立更紧密的连接。这也就意味着,更多的数据将被采集并集中在一起。这些数据,可以帮助构建更强大的数字孪生体,例如一个数字孪生城市。如今,我们的城市布满了各种各样的传感器、摄像头,借助包括5G在内的物联网技术,这些终端采集的数据可以更快地被提取出来。基于这些数据以及城市模型构建的数字孪生体,城市管理者可以更高效地管理城市。

基建工程

基建工程也是数字孪生的一个重要应用领域。我们在修建高速公路、桥梁等基础设施前,完成对工程的数字化建模,然后在虚拟的数字空间对工程进行仿真和模拟,评估工程的结构和承受能力,还可以导入流量数据,评估工程是否可以满足投入使用后的需求。在工程交付之后,还可以在维护阶段评估工程是否可以承担特殊情况的压力,以及监测可能出现的事故隐患。

除了上述领域之外,包括医疗、物流、环保等很多场景都适合采用数字孪生技术,应用场景非常广阔。

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