近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)的進(jìn)展及廣泛應(yīng)用，制造業(yè)向著智能制造的方向發(fā)展，數(shù)字孿生越來(lái)越多地被提及。

康景輝數(shù)字科技小編今天和大家一起聊聊什么是數(shù)字孿生？數(shù)字孿生的特點(diǎn)以及數(shù)字孿生有什么優(yōu)勢(shì)？

一、什么是數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生是以數(shù)字的方式為現(xiàn)實(shí)物體創(chuàng)建高度仿真的虛擬模型，數(shù)字孿生是對(duì)物理實(shí)體或系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行建模的虛擬表示。

數(shù)字孿生是通過(guò)傳感器從物理實(shí)體收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)字化，以此對(duì)其做出預(yù)測(cè)。

數(shù)字孿生的一個(gè)新興領(lǐng)域是創(chuàng)建整個(gè)企業(yè)的數(shù)字孿生，稱(chēng)為組織的數(shù)字孿生(DTO，Digital Twin of an Organization)。

數(shù)字孿生為制造業(yè)虛擬網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)世界之間的整合供應(yīng)了一種無(wú)效的方法。同時(shí)，智能制造可以?xún)?yōu)化整個(gè)制造過(guò)程的業(yè)務(wù)流程和操作流程，達(dá)到新的更高的生產(chǎn)力水平。智能制造和數(shù)字孿生的結(jié)合將徹底轉(zhuǎn)變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，制造，使用，維護(hù)，修理和運(yùn)營(yíng)以及其他過(guò)程。

與服務(wù)相結(jié)合，通過(guò)制造的虛擬世界和物理世界的雙向連接，數(shù)字孿生將產(chǎn)生更合理的制造規(guī)劃和精確的生產(chǎn)把握，以?huà)炷顚?shí)現(xiàn)智能制造。

二、數(shù)字孿生的特點(diǎn)

從數(shù)字孿生的定義可以看出，數(shù)字孿生具有以下幾個(gè)典型特點(diǎn)︰

1、互操作性︰數(shù)字孿生中的物理對(duì)象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)連接，因此數(shù)字孿生具備以多樣的數(shù)字模型映射物理實(shí)體的能力，具有能夠在不同數(shù)字模型之間轉(zhuǎn)換、合并和建立“表達(dá)”的等同性。

2、可擴(kuò)展性︰數(shù)字孿生技術(shù)具備集成、添加和替換數(shù)字模型的能力，能夠針對(duì)多尺度、多物理、多層級(jí)的模型內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。

3、實(shí)時(shí)性：數(shù)字孿生技術(shù)要求數(shù)字化，即以一種計(jì)算機(jī)可識(shí)別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對(duì)隨時(shí)間軸變化的物理實(shí)體進(jìn)行表征。表征的對(duì)象包括外觀(guān)、狀態(tài)、屬性、內(nèi)在機(jī)理，形成物理實(shí)體實(shí)時(shí)狀態(tài)的數(shù)字虛體映射。

4、保真性：數(shù)字孿生的保真性指描述數(shù)字虛體模型和物理實(shí)體的接近性。要求虛體和實(shí)體不僅要保持幾何結(jié)構(gòu)的高度仿真，在狀態(tài)、相態(tài)和時(shí)態(tài)上也要仿真。值得一提的是在不同的數(shù)字孿生場(chǎng)景下，同一數(shù)字虛體的仿真程度可能不同。例如工況場(chǎng)景中可能只要求描述虛體的物理性質(zhì)，并不需要關(guān)注化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

5、閉環(huán)性：數(shù)字孿生中的數(shù)字虛體,用于描述物理實(shí)體的可視化模型和內(nèi)在機(jī)理，以便于對(duì)物理實(shí)體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)決策功能，即賦予數(shù)字虛體和物理實(shí)體一個(gè)大腦。因此數(shù)字孿生具有閉環(huán)性。

三、數(shù)字孿生有什么優(yōu)勢(shì)？

基于數(shù)字孿生的特點(diǎn)，數(shù)字孿生系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：

1、易于使用，易于創(chuàng)新

數(shù)字孿生需要借助各種數(shù)字手段，包括物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真工具等，通過(guò)這些手段將物理設(shè)備的屬性映射到虛擬空間中，可以加快人們對(duì)物理實(shí)體的認(rèn)識(shí)。有些工藝不能在真實(shí)的物理實(shí)體上操作，但可以在虛擬的物理實(shí)體上完成。

2、更全面的測(cè)量

數(shù)字孿生可視化價(jià)值產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造離不開(kāi)物理實(shí)體的測(cè)量。測(cè)量包括物理實(shí)體的屬性、參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。只有綜合測(cè)量才能準(zhǔn)確分析和優(yōu)化。但是，傳統(tǒng)的測(cè)量方法價(jià)格昂貴，效果也不夠好。使用數(shù)字孿生技術(shù)可以快速測(cè)量，直接采集大量數(shù)據(jù)，大大提高了測(cè)量效率。

3、更全面的分析預(yù)測(cè)能力

數(shù)字孿生可視化的價(jià)值在于可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和大數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的分析診斷，推斷未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為未來(lái)的決策提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。

4、提高效率和生產(chǎn)力

可視化數(shù)字雙胞胎的價(jià)值使用數(shù)字雙胞胎，組織不再需要探索有關(guān)物理項(xiàng)目的不同途徑來(lái)改進(jìn)流程。他們不必終止正在進(jìn)行的流程，并且基本上可以在實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)行模擬以了解新程序的危害和好處，并查看哪些修改會(huì)帶來(lái)好的效果。