数字孪生是什么?
数字孪生是一种模拟或复制物理实体、过程或系统的数字化表示,通常是通过计算机模拟和数据模型来实现的。我们可以视之为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统,作为现实世界和虚拟世界之间的桥梁。
数字孪生通常包括以下要素:
物理实体的精确模拟:数字孪生试图以最精确的方式模拟现实世界中的物理实体,包括其结构、性能和行为。可以是一座建筑物、一辆汽车、一条生产线,甚至整个城市。
数据采集和传感器:为了创建数字孪生,通常需要大量的数据,这些数据可以通过传感器、监测设备等数据收集方法获取。这些数据用于实时监测和维护数字孪生的准确性。
模型和模拟:数字孪生通常使用数学模型和计算机模拟来模拟实体的行为。这些模型可用于预测性能、优化操作,甚至进行虚拟测试。
实时反馈:数字孪生通常与实际实体或系统保持同步,以便实时监测和管理。这可以帮助进行远程操作、故障检测和优化。
数字孪生目前应用的行业包括:
制造业:制造业可以使用数字孪生来模拟工厂的运作,优化生产线,预测设备故障,并提高生产效率。
城市规划:城市规划者可以创建城市的数字孪生,以模拟城市的交通流量、用水情况和能源消耗,帮助改善城市的可持续性。
医疗保健:医生可以使用患者的数字孪生来进行虚拟手术模拟,以更好地了解疾病和手术风险。
能源管理:能源公司可以创建电网的数字孪生,以实时监测能源消耗、预测需求,帮助提高能源效率。
建筑和房地产:建筑师和开发商可以使用数字孪生来设计建筑物,模拟其性能,以确保建筑的高效性和可持续性。
农业:农民可以使用数字孪生来监测农田的土壤质量和作物生长情况,以优化农业生产。
交通管理:城市交通管理部门可以创建交通系统的数字孪生,以优化交通流量,减少拥堵。
航空航天:飞行员和航空工程师可以使用飞机的数字孪生来模拟飞行,进行飞行训练和飞机设计。
当前,国内数字孪生“双系统”建设案例如海尔 COSMOPlat(海尔上海洗衣机互联工厂)、华为 HiLink智能家居开放平台等。工业互联网领域有如航天科工航天云网、北京亦庄未来工厂(京东数科打造)、上海临港超级工厂(西门子提供数字孪生技术)等。
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