近年來,數字孿生這個詞不斷出現在公眾視野中,尤其是隨著物聯網技術的發(fā)展,數字孿生不斷出現在各行各業(yè)。乍一看,這個概念還是比較生僻的。什么是數字孿生?
首先,我們來看一下數字孿生的定義,“數字孿生應用白皮書”是這樣說的:
“數字孿生是具有數據連接的特定物理實體或過程的數字化表達,該數據連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂,并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖,有助于優(yōu)化整體性能?!?br />
簡單翻譯一下,數字孿生就是在虛擬數字空間中映射現實世界中的事物,構建物理實體的“數字克隆體”,實現對現實場景或對象的映射呈現、分析優(yōu)化、診斷預測等?;跉v史數據和實時數據。
構建數字孿生的三個步驟
在閱讀了大量的資料和資料后,對數字孿生的構建和應用進行了粗略的總結,可分為三個步驟:復制、構建和應用。
復制:現實空間的數字化重建
首先,利用空間采集設備準確復制現實空間,通過物聯網實現物理空間與數字空間的虛擬現實互動。在此過程中,將收集和傳輸結構數據、傳感器數據、操作數據等與現實空間相關的數據。,為后期模型的構建和優(yōu)化做準備。
構建:數據驅動模型學習優(yōu)化
當真實空間和物理實體被數字化復制時,相關數據已經上傳到云端。數據清理處理后,可以結合處理后的數據,利用相關技術能力構建數字孿生模型,并不斷驗證和優(yōu)化。
應用:功能開發(fā)及實際應用
模型構建后,就是具體的應用。在這個階段,具體的功能開發(fā)和應用將結合具體的應用場景和行業(yè)特點進行,如工廠車間的預測性維護、道路交通的模擬規(guī)劃等。
應用價值的數字孿生
說到這里,數字孿生究竟有什么用呢?具體可應用于哪些場景或行業(yè)?下一步就一一回答。
航空航天預測模擬:航空航天作為科技的前沿應用領域,可以說是數字孿生技術應用最早的起源。在1969年美國阿波羅項目中,美國國家航空航天局(NASA)“物理雙胞胎”是最早的數字孿生技術的雛形,通過制造兩個完全相同的航天器來形成。隨著技術的迭代發(fā)展,數字孿生技術廣泛應用于航空航天產品的研發(fā)、故障檢測和系統(tǒng)控制。
數字孿生工廠:數字孿生技術可以說是工業(yè)生產的寵兒,可以實現資源配置和智能生產,顯著提高生產效率。數字孿生工廠意味著將實體工廠轉移到虛擬空間,實時獲取工廠數據,實現對工廠的實時監(jiān)控;同時,還可以模擬生產過程,優(yōu)化生產過程;智能決策和預測分析也可以通過數據分析來支持...可以說,數字孿生技術在工業(yè)生產中非常有效。
智能交通模擬:數字孿生在智能交通行業(yè)的應用,主要是通過大數據分析、人工智能AI、交通模擬技術等方式,將實時收集的交通數據納入建立的交通模型體系,實現真實路面交通與虛擬環(huán)境的深度融合,如車流變化模擬演繹或交通信號燈變化模擬,有助于更好地規(guī)劃交通路線,為管理部門優(yōu)化交通管理調度提供技術支持。
建設智慧城市:利用數字孿生技術,可以在虛擬網絡空間中建設一個與物理世界相對應的孿生城市,通過數據全球識別、精準狀態(tài)感知、實時數據分析等方式實現城市模擬、監(jiān)控和控制,解決城市規(guī)劃、設計、建設、管理和服務過程中的諸多問題。
綜上古河云科技所述,數字孿生已廣泛應用于工業(yè)制造、智慧城市、智能交通、能源等主要行業(yè)。數字孿生作為虛擬仿真的重要領域,正以其強大的能力在各個行業(yè)創(chuàng)造前所未有的創(chuàng)新。
審核編輯 黃宇
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