探讨一下在科技发达的当下数字孪生技术的起源及运用

 2021-03-09 17:11:04   臻图信息   820

在科技发达的当下,数字化成为了诸多行业领域正在进行的变革转型。世界各地相继采取措施,将数字化技术运用到能源生产、输送、交易、消费及监管等各个重要环节。相对于能源企业而言,数字化转型既是机遇,也是挑战。 最近几年,数字孪生这个概念引发了大家愈来愈多的关注,从初期在学术界引进这个概念,到现在诸多数字化领先企业都在制定数字孪生解决方案,数字孪生无疑是成为数字化转型的核心技术手段。本篇文章将带大家一起探寻——数字孪生在制造业、电力以及智慧城市三大领域是怎样发挥作用的? 一、数字孪生的起源和定义 有关于数字孪生的想法最开始是由佛罗里达理工学院的MichaelGrieves教授在2002年的制造工程师学会会议上公开引进的,他觉得通过物理设备的数据,可以在虚拟(信息)空间创建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统,并且这种联系不是单向和静态的,而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。Shafto和Vickers等人于十几年前在美国NASA的路线图中明确定义了数字孪生这个名词并将其运用在航空领域。 然后,科学研究中提出了许多关于数字孪生的在不同应用领域的具体定义,虽然其通用定义由于不同场景下需求不同...

现代化工业互联网场景下数字孪生技术在其中扮演着怎样的角色

 2021-03-08 18:01:45   臻图信息   487

1、数字孪生不仅仅是复制。 孪生,即双胞胎;数字孪生,顾名思义,便是数字形式的双胞胎。在"数字孪生"中,双胞胎中的一个是存在于现实世界的实体,小到零部件,大到加工厂,简单如螺丝,复杂如人体结构。而双胞胎中的另一个则只存在虚拟和数字世界当中,是运用数字技术打造的与现实世界对称的镜像。要是以家用电脑为例子,Word文档和打印出来的文稿便是"数字孪生"。若以导航软件为例子,城市中的实体道路和软件中的虚拟道路也是"数字孪生"。除此之外,这个数字孪生体,不仅是对现实实体的虚拟重现,还能够模拟目标在现实环境中的行为。故此可以说,数字孪生是将物理目标以数字化方式在虚拟空间呈现出,模拟其在现实环境中的行为特征。 2、数字孪生有何用? 首先,它可以通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等多种数字化的手段,将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中,生成可拆解、可复制、可转移、可更改、可删除、可重复操作的数字镜像。 这极大程度的加快了操作人员对物理实体的了解,激发仿真模拟、批量复制、虚拟装配等设计活动。以往,在没有数字化模型协助下,生产制造一件产品要经过很多次迭代设计。现如今,运用了数字化模型的设计技术,就...

信息化时代背景下数字孪生技术与区块链技术的关联应用

 2021-03-05 17:31:09   臻图信息   604

企业一直以来都很担忧有人生产假冒他的产品。技术无所不在,并且迅速发展。因此,欺诈者构建副本并将其售卖给全无戒心的顾客变得容易得多。并且产品随附的文书工作也很容易复制,进而提升了这些假冒产品的真实性。这类情况不仅仅会给既有品牌造成财务损失,还会造成永久性的名誉损失。数字孪生和区块链可以为我们提供解决方案,以阻止这类欺诈行为,并协助企业维系其产品的真实性。到2020年,物联网设备的数量将超过两百亿。这些设备将能够支持数百万的数字孪生。数字孪生将构成物理对象数字化的基本支柱之一。而另一方面,区块链技术以及去中心化架构将带来透明性,进而进一步加强数字数据的安全性。 1、了解数字孪生和区块链 数字孪生的概念在技术界是众人皆知的。数字孪生基本上是物理对象,系统和过程的数字表示。建筑物的数字化蓝图将是其数字孪生。同样的,汽车变速箱系统的计算机仿真也可以视作数字孪生。因此,术语“数字孪生”可以运用于物理实体的任何数字表示。 而另一方面,区块链技术是一种去中心化的分类帐,这其中包含所有实物和交易的公共记录。可以公开查询和验证数据。但是,只能由授权实施人员对其进行更改,并且分类帐保存每次更改的历史记录。...

简单聊一聊如今火爆当下的数字孪生技术到底为何物

 2021-03-04 17:41:16   臻图信息   838

一、数字孪生发展背景 “孪生”的概念起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”,即搭建两个相同的航天飞行器,其中一个发射到太空执行任务,另一个留在地球上用作反映太空中航天器在任务期内的运行状态,进而辅助工程师深入分析处理太空中发生的突发事件。当然了,这里的两个航天器全部都是真实存在的物理实体。 2003年前后,关于数字孪生(DigitalTwin)的构想首次发生于Grieves教授在美国密歇根大学的产品生命周期管理课程上。但是,当时“DigitalTwin”一词还没被正式提出,Grieves将这个构想称为“ConceptualIdealforPLM(ProductLifecycleManagement)”,如下图所示。即便如此,在该构想中数字孪生的基本思想已经有所体现,即在虚拟空间搭建的数字模型与物理实体交互映射,忠实地描述物理实体生命周期的运作轨迹。 直至2010年,“DigitalTwin”一词在NASA的技术报告中被正式提出,并被定义为“集成了多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程”。2011年,美国空军探究了数字孪生在飞行器健康管理中的应用,并详尽探讨了实施数字孪生的技...

详细谈一谈数字孪生技术如何为现代化社会带来发展契机

 2021-03-03 17:26:03   臻图信息   652

伴随着人类进入信息化、数字化时代,人们对虚拟数字化世界的好奇和探寻就从未停止过。如今,数字孪生已开始推动人类生产力革命和升级,改变人们的生产生活方式。 中国是加工制造业大国,产业数字化升级正在推进中,数字孪生的应用有无限广阔的空间,加上政策支持,数字孪生在我国迎来了快速的发展机遇期。 1、数字孪生迎来发展新契机 我国十分重视发展数字经济,在创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念引导下,我国正积极推进数字产业化、产业数字化,引导数字经济和实体经济深层次融合,推动经济高质量发展。 2020年4月,国家发改委、中央网信办发布《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》的通知,将数字孪生与大数据、人工智能、5G等并列,并专辟章节谈“开展数字孪生创新计划”,要求“引导各方参与提出数字孪生的解决方案”;同月,工信部在发布的《智能船舶标准体系建设指南》(征求意见稿)中,也明确的将建设“数字孪生(体)”列入关键技术应用。2020年9月,国资委下发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》,要求国有企业在数字化转型工作中,加快推进数字孪生、北斗通信等技术的应用。 业界对数字孪生的关注也热度...

简单谈一谈数字孪生技术在信息化时代下如何推进电网的数字化发展

 2021-03-02 17:09:56   臻图信息   427

现如今,数字孪生被广泛的运用在电力、交通、医疗、城市管理等各个行业领域当中,正呈现出非同一般的璀璨光辉。其做为实现数字电网比特和瓦特深度融合目标的重要实现手段,正在不断演进。需要深层次认识和理解数字孪生的本质与机理,明确其对数字电网的价值与作用,推动数字比特革命与能源瓦特革命的有机结合,实现清洁低碳、安全高效的电力系统支持下的数字经济迅速发展。 一、对数字孪生的认知 伴随着企业界和学术界对数字孪生的不断解析,其定义、内涵和其他一些有关概念的界限也变得越来越模糊。如NASA从与系统工程能力结合的角度,提出了MBSE(基于模型的系统工程);国外公司用数字孪生来支持其工业4.0、智慧制造和数字工厂。我们还看到了智慧城市语境下的数字孪生,建筑BIM语境下的数字孪生,机器人语境下的数字孪生,等等等等。从现如今公开的科研资料来看,绝大部分还是把数字孪生视为某种技术集成体系,少有人意识到,放大到社会学的角度上,数字孪生具备一般科技难以具备的思想价值。 我们不应简单地从技术或技术集成的角度来理解数字孪生,而应认识到数字孪生将是在未来信息化社会形态下构建“数字世界”重要基础方法之一,需要从思想和理论角...

源于现实的数字孪生技术在智慧交通领域有怎样的应用

 2021-03-01 17:04:02   臻图信息   572

数字孪生,英文名为DigitalTwin(数字双胞胎),简单而言,便是在一个设备或系统的基础上,创建一个数字版的“克隆体”。而本文将为大家着重介绍数字孪生的技术框架及其在智慧交通领域的应用。 1、数字孪生技术框架 数字孪生技术框架可分为三个层级,即数据接入层、计算仿真层和应用层。 第一个层级是数据接入层,主要是指通过静态建模和动态感知来获取数据,创建一个基本的客观世界的镜像模型。感知可分为两大类:第一类是静态感知,常用的是CAD/CAE/BIM/CIM技术,如对城市环境的静态部分进行建模;第二类是动态感知,这个是较为关键的一点。动态感知的发展,实际上得益于物联网、互联网技术的发展,诸如工业互联网、5G甚至未来6G技术的不断发展。在这些技术的支持下,可以更全面、及时地实现对客观环境的状态感知。 第二层是计算仿真层,主要是包含发掘分析和仿真预测两个方面,是为数字孪生上层应用提供技术支持的关键层级。一方面,要对静态和动态感知所获取数据的初级模型进行深层次发掘,创建更高层的知识模型,即发现一些规律、分布和关联,获取出更高层语义的知识。另一方面,运用这些知识去做仿真演算,进而能够为上层应用实现...

简单说一说数字孪生时代智慧城市运营管理模式的未来

 2021-02-25 16:59:59   臻图信息   529

数字双胞胎,或称为数字孪生(Digitaltwins,DT)是具备数据功能的城市模型,城市管理者可运用这些模型来仿真模拟现实世界中从道路交通到自然灾害的各类城市压力源。据联合国预测分析,到2050年,全球三分之二的人口将生活在城市地域,这将致使全球将出现43个特大城市(城市地域的居民超过1000万)。人类活动的这种聚集呈现出严重影响运输、公用事业和通信系统的潜力。再加上与气候变化和全球大流行相关的迫在眉睫的挑战,城市居民将面临着极大规模的不确定性。 在城市人口激增的同时,传感器和数据采集设备也在激增。到2025年,物联网(IoT)预期将拓展到将近420亿个互联设备,形成79兆字节以上的数据。(1ZB为1万亿GB。)如果进行周密的应用,这些海量的信息可以用于更好的理解、规划和确定城市应对机制的优先级。通过更清晰明了地可视化数据并将其与实际挑战相对应,我们可以塑造未来。 1、欢迎来到数字孪生(DT)时代! DT是城市中心及其复杂系统的数字图片或3D可视化。该工具使城市管理者可以模拟支持短期和长期计划与响应的方案。通过整合有关现实世界对象(如建筑物、树木、人行道)和基础设施要素(如水管、下...

数字孪生技术借助城市海量数据打造现代化智慧城市

 2021-02-24 09:04:31   臻图信息   431

现如今的数字孪生,距离预想中的沙盒系统模拟推演、人工智能决策等功能仍有较大差距。数字孪生(DigitalTwin)这个观念最初可以追寻到MichaelGrieves教授2002年在密歇根大学PLM(产品全生命周期管理)中心对产业界做的一次演讲(虽然没有书面证据,但这仍被广泛觉得是数字孪生的最初来源)。 2014年,MichaelGrieves在其编写的“DigitalTwin:ManufacturingExcellencethroughVirtualFactoryReplication”白皮书中进行了详尽的阐述。他觉得利用物理设备的数据,可以在虚拟(信息)空间搭建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统,而且这种联系不是单向和静态的,而是在整个产品的全生命周期中都联系在一起。 在此之后,数字孪生的观念逐步拓展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。伴随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展,越来越多的工业产品、工业设备具有了智能化的特征,而数字孪生也逐步拓展到了包含制造和服务在内的完整的产品周期环节,并不断完善着数字孪生的形态和观念。 企业界走在数字孪生的前列。工业4.0下的数...

简述智能化时代数字孪生技术如何助力商业领域增强用户体验

 2021-02-23 16:58:09   臻图信息   418

商业引领者可以开发数字孪生,帮助模糊虚拟世界和物理世界之间的界限,以带来更好的产品并增强用户体验。 带来令人满意的用户体验是每一项业务的重中之重。因此,企业会仔细观察用户体验和行业发展趋势。在数字时代,用户体验变得更为繁杂。从网络上寻找新品牌或通过亲朋好友寻找新品牌,再到在社交媒体上发布产品评价,用户体验之旅可以经过诸多阶段。除此之外,不断变化的行业发展趋势会极大地影响用户体验。因此,业务引领者必须要制订繁杂的策略来增强用户体验。 企业组织可以开发数字孪生,以帮助增强用户体验。数字孪生是产品、系统、过程或用户的虚拟副本,可帮助企业可视化各个领域并搜集关键数据。可以将数字孪生与X射线视觉进行比较,后者可以使企业实时监控其产品。数字孪生可用于零售、医疗保健、建筑和制造业等诸多行业。可以运用IoT传感器将数字孪生连接到具体产品,以搜集重要数据。也可以运用用户数据生成数字孪生,以了解用户的行为模式。利用从产品和用户的数字孪生搜集的数据,业务引领者可以制订有效的策略,以交付高质量的产品并增强用户体验。 利用数字孪生来增强用户体验 企业可以运用数字孪生来通过以下方式增强用户体验: 1、用户行为分...

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