即一个数字孪生体的生长发育将经历数化、互动、先知、先觉和共智等几个过程,如图2所示。1.数化“数化”是对物理世界数字化的过程。这个过程需要将物理对象表达为计算机和网络所能识别的数字模型。建模技术是数字化的技术之一,譬如测绘扫描、几何建模、网格建模、系统建模、流程建模、组织建模等技术。数字线程技术是数字化的另一项技术。物理对象在生命周期的不同阶段具有不同的数字化模型,这些模型之间的关联需要通过数字线程来实现。2.互动“互动”主要是指物理对象和数字对象之间的实时动态互动。物联网是实现虚实之间互动的技术。利用物联网,物理世界的状态可以被计算机和网络所能感知、识别和分析,这些状态包括位置、属性和性能等。数字世界的责任之一是预测和优化,同时根据优化结果干预物理世界,所以需要将指令传递到物理世界。物理世界的新状态需要实时传导到数字世界,作为数字世界的新初始值和新边界条件。3.先知“先知”是指利用仿真技术对物理世界的动态预测。这需要数字对象不仅表达物理世界的几何形状,更需要在数字模型中融入物理规律和机理。仿真技术不仅建立物理对象的数字化模型,还要根据当前状态。数字孪生的使用您有多少了解?上海建筑数字孪生
1)互操作性数字孪生中的物理对象和数字空间能够双向映射、动态交互和实时连接,因此数字孪生具备以多样的数字模型映射物理实体的能力,具有能够在不同数字模型之间转换、合并和建立“表达”的等同性。(2)可扩展性数字孪生技术具备集成、添加和替换数字模型的能力,能够针对多尺度、多物理、多层级的模型内容进行扩展。(3)实时性数字孪生技术要求数字化,即以一种计算机可识别和处理的方式管理数据以对随时间轴变化的物理实体进行表征。表征的对象包括外观、状态、属性、内在机理,形成物理实体实时状态的数字虚体映射。(4)保真性数字孪生的保真性指描述数字虚体模型和物理实体的接近性。要求虚体和实体不仅要保持几何结构的高度仿真,在状态、相态和时态上也要仿真。值得一提的是在不同的数字孪生场景下,同一数字虚体的仿真程度可能不同。例如工况场景中可能只要求描述虚体的物理性质,并不需要关注化学结构细节。(5)闭环性数字孪生中的数字虚体,用于描述物理实体的可视模型和内在机理,以便于对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、优化工艺参数和运行参数,实现决策功能,即赋予数字虚体和物理实体一个大脑。因此数字孪生具有闭环性。上海建筑数字孪生有人知道数字孪生吗?做个项目要花多少钱?
发展科技、文化、交通、司法等等多方面对城市进行高效管理,是现代城市建设的中枢。6.基于医疗大数据合理分配医疗资源,提升公共健康保障效率智慧医疗保健是数字孪生智能化应用的重要组成部分。通过移动监测、移动诊室、无线远程会诊、医疗信息云存储等智能技术手段,可提升城市诊疗覆盖面与效率,促进城市医疗资源的合理化分配。进一步利用物联网技术构建“电子医疗”服务体系,实现医疗监护设备的小型化、无线化、发展智慧家庭健康保健、智能健康监护,可大幅降低城市公众医疗负担,缓解城市医疗资源紧缺的压力。(二)数字孪生产业图谱数字孪生可划分为“基础支撑”、“数据互动”、“模型构建”、“仿真分析”、“共性应用”、“行业应用”6大模块,对应从设备、数据到行业应用的全生命周期。国内外主要厂商主要有建模业务、仿真业务、平台业务、行业服务业务四大类。(三)应用发展现状随着物联网的应用更加精细,各个领域越来越多的企业开始计划数字孪生的部署。Gartner的研究显示,截至2019年1月底实施物联网的企业中,已有13%的企业实施了数字孪生项目,62%的企业正在实施或者有计划实施。工业互联网是数字孪生的延伸和应用。
而且可以通过将实时数据导入数字孪生模型进行分析,从而预测故障,降低维护成本,减少停机时间。数字孪生的推进策略数字孪生是制造业推进数字化转型和智能制造的战略举措和现实途径之一。对于制造企业而言,推进数字孪生应用需要建立明确的目标,以价值为导向,建立跨部门的推进组织,结合IT、自动化、研发、仿真、工艺、测试、设备运维等部门的团队,并引入专业咨询机构,务实推进。数字孪生应用是IT/OT融合的典型应用,要实现虚实映射,需要搭建工业互联网平台,明确应用对象的重点是企业生产的产品,还是工厂,抑或是供应链;面向产品的数字孪生应用重点是支持产品研发、市场推广还是运营维护;面向工厂的数字孪生应用重点是工厂或产线建设期间的虚拟调试,还是工厂运营阶段的可视化与优化。同时,企业需要建立全三维设计、仿真驱动设计的技术基础和组织体系。推进数字孪生需要制定整体规划,但结合具体目标,分步实施,不能搞“大而全”的应用。推进数字孪生应用必须合理把控风险。埃森哲《数字孪生:打造生力产品,重塑客户体验》白皮书提出了推进数字孪生应用的四个阶段。在数字孪生的实际应用当中,不可能,也没有必要盲目追求所有数字孪生模型的“高保真”。数字孪生技术有什么样的特点?
按数字映射理念进行重构,代价难以估算。04Ansys的数字孪生作为全球工程仿真领域的企业,Ansys在众多产品创新的过程中扮演着至关重要的角色。在其白皮书——HowSimulation-BasedDigitalTwinsandtheIndustrialInternetofThingsCanImproveProductandProcessPerformance中,Ansys认为,IOT以近乎实时、即时或重放方式,将仿真与产品或过程连接起来,有助于产品或过程的运作与维护。基于仿真的数字孪生概念融合了物理产品或过程、仿真模型和连接,有助于它们之间的交互。数字孪生可以由一个仿真模型构成,该模型用于重现了产品或过程当前的状况,比如可以将磨损或退化的性能指标融合于仿真模型之中。而来自连接到产品或过程的传感器数据,可以被用于向数字孪生提供实时的边界状况。数字孪生给出的仿真结果,可以基于实际产品或过程的运作情况进行标定,从而使数字孪生的预测能力远远超出了产品设计过程中获得的能力。由数字孪生做出的预测可以被用于确定性能问题的根源,评估当前控制策略的效果,确定优化后的维护日程等。数字孪生也可以提供产品或过程的不可能通过传感器测得的相关信息,诸如通过内部通道的流速。结果是。荣方自动化科技的数字孪生详解,可以了解一下。上海建筑数字孪生
数字孪生使用时,需要注意哪些问题呢?上海建筑数字孪生
建立符合未来建筑系统集成需求的功能较好、集成度高、技术先进的数字孪生建筑系统,赋能传统建筑改造及传统建筑产业转型升级,提升建筑产业的智能化水平。数字孪生建筑系统包括四大基础模型系列:物理模型,逻辑模型,构件模型,数据模型。这些模型组成以物理模型为**的多模型体系。基于多模型的数字孪生建筑,以及基于数字孪生建筑衍生的数字孪生建造概念模型如图3所示。图3基于多模型的数字孪生建筑与数字孪生建造概念模型基于数字孪生的智慧建筑系统集成架构如图4所示。图4数字孪生建筑集成系统架构基于数字孪生的智能建筑集成系统具有以下功能:将物理建筑中的实体模型及业务模型转化为虚拟建筑的信息模型,并建立虚拟建筑与物理建筑之间低延时、高保真的虚拟镜像。利用基于数字孪生的智能仿真计算技术,仿真模拟建筑构件从需求到产品加工制造,到施工应用,再到工程交付的全过程,形成优化的仿真结果,指导物理建筑的规划、建设及运营。物理建筑的实时数据和事件信息为虚拟建筑模型提供反馈修正。通过数字孪生可视化建模工具,开发立体可视化人机交互界面,方便管理和技术人员直观了解建筑工程全生命周期。基于数字孪生的智慧建筑系统集成特征主要体现在以下三方面。上海建筑数字孪生
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