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5分钟带你走进数字孪生大时代

发表时间:2021-12-08 15:05

数字双胞胎,也就是俗称“数字孪生”,是指数字化映射,为物体植入“数字基因”,在数字世界中构建一个和实体一模一样的的模型,来实现对现实中物理实体的了解、分析和优化,解决物理世界和信息世界的智能化互联互通,实现全生命周期的双向动态交互。也就是,互联网实现信息互联,物联网实现万物互联,而数字孪生可以实现万物和信息世界的互联。

四大领域将被颠覆

1. 智能制造

制造业的数字化(工业CAD)已有了近60年的历史,积累了大量数字模型,基于这些数字模型,在未来工厂中每台设备、每个零件、每个传感器都拥有一个数字复制体。通过数字孪生体我们可以精确地了解这些实体设备的运行方式。通过数字模型与实体设备的无缝匹配,可以实时获取设备监控系统的运行数据,从而实现故障预判和及时维修。

2. 智慧城市

未来,自动建模技术将为城市提供基于图像扫描的城市数字模型,各类政务云平台为数字模型提供“生机”,将覆盖城市的每条电力线、变电站、污水系统、供水和排水系统、城市应急系统、Wi-Fi网络,高速公路,交通控制系统等所有能连接的地方。

3. 健康医疗

健康是每个人都关心的问题,未来我们将拥有属于自己的数字孪生体,通过各种新型医疗检测和扫描仪器以及可穿戴设备,我们可以完美地复制出一个数字化身体,并可以追踪这个数字化身体每一部分的运动与变化,从而更好地进行健康监测和管理。

4. 搜索引擎

互联网时代,搜索技术让我们得以更轻松地发现、了解和认知事物。在未来,无人机、自动驾驶汽车、传感器将取代当前网络爬虫的工作。搜索技术将变得更加复杂,我们将能够搜索气味、味道、振动、纹理、比重、反射、气压等物理世界的属性。随着时间的推移,新的搜索引擎将能够在数字世界和现实世界中找到几乎所有的东西。

数字孪生对于制造业的战略价值

1. 改善流程节约成本

如今的制造型企业正面临着来各方面的运营压力,企业自身状态和内外部环境的不断变化,加之一些不能控制的意外事故造成生产的延迟,生产物料的无谓浪费,运行过程中的设备损坏等,给企业管理带来了越来越大的挑战。

对于流程工业(也称过程工业)而言,由于生产规模大、投资额度高、生产制造具有连续性,制造企业一旦开动生产即面临非常高的成本风险、安全风险以及环境污染压力越来越大等,因此,流程工业企业更需要实现透明化生产,提高生产效率和设备利用率,通过优化运营流程、缩短停机时间和**化设备利用率提高盈利能力。

2. 高效执行

虚拟仿真技术可以让高度复杂的制造过程通过三维方式非常逼真地显示出来,同时制造企业数据也可实时更新,这样不仅可以有助于工程设计和监控,还可以有助于运行。通过数据的汇总分析,反向推动服务和维护工作更高效地计划、模拟和执行。一些应用了虚拟仿真技术的工业软件作为交付工具完成与第三方应用程序交换数据,还可以进行实时协作,其**的优势在于能够以较低的成本和人工费用,提供制造企业文档的实时更新,并保证生命周期各阶段内的完全透明。

应用了虚拟仿真技术的工业软件其实质是一个基于严格计算的全面而成熟的动态过程模拟系统,并运用了基于机理的技术和严格的热力学数据,可提供准确而可靠的计算结果,可用于解决从工程研究到操作员培训系统等工作中所遇到的最为棘手的动态模拟问题。用户通过这些软件可以进行工艺设计、安全分析、控制策略选择、制造企业控制系统校验、操作员培训、制造企业改进等一系列工作。

3. 透明化生产

数字孪生对于实现透明化生产,可以借助于虚拟仿真技术将流程工业的生产环节以三维方式呈现在电脑屏幕,便于工人培训。一旦工人熟练掌握工艺流程对设备的误操作率就会降低,进而提高了设备利用率和安全生产系数,这对流程工业而言是至关重要的。企业可以合理规划产品,避免浪费大量的物理实体验证、试验、时间及成本。


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