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

发布时间:2021-03-08 18:01:45 作者:臻图信息 阅读量:1464

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,就可以在虚拟的三维数字空间轻松地更改构件和产品的每一处尺寸和装配关系,这使得几何结构的验证工作和装配可行性的验证工作变的简单,大幅降低了迭代过程中物理样机的生产制造次数、时间,及其成本。

 除此之外,数字孪生还可以通过收集有限的物理传感器指标的直接数据,依靠大样本库,通过机器学习推断出一些原本没法直接测量的指标。由此实现对当前状态的评估、对以往发生问题的诊断,及其对未来发展趋势的预测,并给予分析的结果,模拟多种可能性,提供更全方位的决策支撑。比如说,针对大型设备运作过程中出现的多种故障特征,可以将传感器的历史数据通过机器学习训练出针对不同故障现象的数字化特征模型,并结合专家处理的记录,将其生成未来对设备故障状态进行精准判断的依据,最终形成自治化的智能诊断和判决。

3、数字孪生是工业互联网核心技术和关键场景

 当前,互联网、大数据、人工智能等全新一代信息技术飞速发展,对推动制造业数字化、网络化、智能化进程起着关键作用,尤其是信息技术对于数据的强大的计算和分析能力为制造业发展开拓了焕然一新的发展空间,IT和OT的融合越来越受到制造企业的看重。伴随着全新一代信息技术与制造业深度融合发展,工业互联网成为了制造业从"显"到"隐"的抓手,互联网从"虚"向"实"的载体。工业互联网飞速发展离不了技术支撑,包括数字孪生、边缘计算、5G、IPV6、标识解析、TSN(时间敏感网络)、PON(无源光网络)等都是工业互联网的核心技术。

 伴随着工业互联网的应用推动,数字孪生被赋予了新的生命力,工业互联网拓展了数字孪生的价值链条和生命周期,展现出数字孪生基于模型、数据、服务方面的的优势和能力,打通了数字孪生应用和迭代优化的实际路径,正成为数字孪生的孵化床。

 数字孪生基于物理实体的基本状态,以动态实时的方式将构建的模型、收集的数据做出高度写实的分析,用以物理实体的监测、预测和优化。另外,数字孪生作为边缘侧技术,可以有效的连接设备层和网络层,成为工业互联网平台的知识萃取工具,不断将工业系统中的碎片化知识传输到工业互联网平台中,不同成熟度的数字孪生体,将不同颗粒度的工业知识重新组装,通过工业APP进行调用。因而,工业互联网平台是数字孪生的孵化床,数字孪生是工业互联网平台的关键场景。

4、工业互联网重塑数字孪生闭环

 数字孪生,以数字方式为物理对象构建高写实虚拟模型,并模拟、分析、预测其行为,为实现信息技术与制造业融合铺平了道路。借助数字孪生,可以集成复杂的制造工艺,实现产品设计,制造和智能服务等闭环优化,数字孪生将成为未来数字化企业发展的核心技术。

 在工业互联网概念出现之前,数字孪生的概念还仅仅只是停留在软件环境中,比如说几何建模的CAD系统、产品生命周期管理的PLM等。但伴随着工业互联网的出现,网络的连通效用致使各个数字孪生在设备资产管理,产品生命周期管理和制造流程管理中开始发生关联、互相补充。比如说,西门子公司就运用其工业互联网平台Mindsphere,实现了数字孪生不同应用场景数据的打通。通过消除设备、设计、制造、维护等产品生命周期隔离,打通构成数字孪生的闭环。

5、工业互联网平台激活数字孪生生命

 伴随着制造业不断发展,数字孪生虽然尚未成为主流,却成为每一个数字化企业都需要关注的技术。数字孪生的核心是模型和数据,但虚拟模型构建和数据分析需要专业的知识,对于不具备相关知识的人员,构建和使用数字孪生任重而道远,工业互联网恰恰可以解决上述问题,通过平台实现数据分析外包、模型共享等业务。

 具体而言,物理实体的各种数据收集、交换,都需要借助工业互联网来实现,运用平台具备的资源聚合、动态配置、供需对接等优势,整合并运用各类资源,赋能数字孪生。比如说,运用工业互联网平台向下将边缘侧基础设施同数字孪生体关联,向上将数据传递、存储在云端,其他用户也可以根据自身需要通过平台的服务来建立数字孪生体,可以说工业互联网平台激活了数字孪生的生命。

6、数字孪生助力IT与OT融合

 工业互联网是企业数字化转型过程中关键的一环,加速了IT和OT各要素的融合,数据是融合过程中最重要的粘合剂,要让IT部门和OT部门融合的更好,首先要处理好数据这项隐形的资产。除此之外,工业互联网正在试图打破企业的边界,试图填满IT与OT之间的各种缝隙,打造软件定义、数据驱动、模式创新的新生态,而数字孪生恰好为融合发展提供了数据和技术的接口。

 在产品设计中,数字孪生可以展示、预测,分析数字模型和物理世界之间的互动过程。基于数字孪生的设计是基于原有物理产品的虚拟映射,科学研究海量数据以获取有价值的知识进行产品创新。设计人员只需将需求发布到工业互联网平台,平台管理人员就能就精准匹配设计人员需要的数据服务以及用以处理数据的模型和算法服务。通过调用,组合和操作这些服务,结果将返回给设计人员。IT和OT的融合以"按需付费"的方式,在工业互联网平台上悄然实现。

 除此之外,在设计产品的功能结构和组件后,需要测试设计质量和可行性。借助数字孪生,设计人员可以通过验证虚拟产品迅速地模拟运行情况,实现虚拟设计和虚拟运行。服务封装后,模型服务可以通过服务搜索,匹配,调度和调用来使用。通过服务,数字孪生有效地运用于产品设计中,减少预期行为和设计行为的不一致形成的修改,大大缩短设计周期,降低设计成本。

7、打造基于数字孪生的工业APP服务池

 伴随着工业互联网的发展,其核心思想"数据+模型=服务"的影响不断扩大,服务在制造业中扮演着愈来愈重要的位置。优化服务不仅仅可以应对激烈的竞争并得到更多收入,还可以借助工业APP和微服务解决不同供应商标准协议兼容、异构系统集成等问题。数字孪生服务包含设备服务、技术服务、测试服务、模拟服务、数据服务、知识服务、模型服务、算法服务等,除此之外,还有许多辅助服务,如物流服务、运维服务、金融服务等。工业APP可以充分释放数字孪生的潜力。工业APP可以将数字孪生的各种组件分解为可由单个服务实现的子任务模块,客户按需定制满足一定功能的微模块,组建起一定功能的微服务组,经服务封装后,数字孪生服务发布到服务池和工业互联网平台。通过微服务,复杂虚拟模型数字孪生的每个组件都可以统一管理、共享和使用。

标签:数字孪生  工业互联网  

我要评论

热门标签

数字孪生  智慧城市  三维可视化  城市大脑  智慧社区  三维GIS  新基建  智慧交通  智慧园区  3DGIS  智慧环保  智慧安防  大数据  市域治理  地理信息  物联网  数字化  智慧大脑  GIS  智慧物流  智慧旅游  智能化  5G  智慧管廊  GIS地理信息  管理系统  智慧消防  应急指挥  智慧电网  gis系统  3DGIS+BIM  智慧展馆  服务平台  智慧建筑  GIS+BIM  智慧楼宇  智慧工厂    智慧港口  gis技术  烟草  智慧管理  gis  智慧景区  智慧水务  智慧电力  3dgis  三维gis  三维gis系统  ZTMapGIS仿真地图  GIS技术  智能交通  供应链  gis行业  应急管理  BIM  智能建筑  工业互联网  智慧监狱  元宇宙  智慧工地  综合治理  地理信息系统  智慧停车  智慧校园  三维gis平台  智慧农业  gis三维可视化  智慧能源  三维管网管线  室内地图  地下综合管廊  室内导航  智慧文旅  BIM+3DGIS  智慧医疗  智慧养老  管理平台  智慧机房  互联网  市域社会治理  三维可视化平台  区块链  GIS系统  智慧照明  商业地产  综合管控治理  室内地图导航  人工智能  智慧房产  智慧展览  智慧物业  3D-GIS  gis平台  gis平台系统  BIM轻量化  gis数据  三维GIS技术  gis三维系统  三维gis开发  三维gis技术  三维gis软件  智慧国土  三维GIS、智慧社区  智慧灯杆  应急指挥系统  商场可视化  智能监所  智慧林业  土地规划gis  动态渲染  智慧医院  智慧物流园区  智能电网   智慧公交  三维渲染  二三维一体化  VR全景可视化  资产可视化  二三维GIS地理信息平台  一网统管  智慧管廊综合监管平台  现代化  智能化建筑  map  三维GIS开发  GIS开发  城市规划建设  三维GIS软件  市域社会治理现代化  3D  三维可视化管理平台  智慧海洋  三维gis渲染平台  二三维GIS地理信息  智能热网  三维融合渲染平台  VR全景  综治  党校地图导航  机管局资产管理  兜逛VR  ZTmap3D  智慧商场  商业地产可视化  虚拟展馆  智慧路灯  室内地图定位  室内定位  综合管网  综合管廊  三位可视化  环境监测  ZTMap 3DGIS  bim  智慧电厂  智慧小区  3Dgis  ZTMapGIS  智慧铁路  智慧监测  智慧机场  实景三维  智慧服务区域  2.5D-GIS  地质灾害  三维管廊  智慧交通、数字孪生、3DGIS  智慧工厂、安全生产管理、3DGIS+BIM  数字孪生技术  智慧管网  三维地图  信用社GIS  交通仿真  ZTMAP3D  工业园区管理  信用社地理信息系统  智慧变电站  三维管网  管廊BIM  智慧制造  园区招商  2.5D地图  三维可视化渲染   GIS+BIM  BIM三维模型  安全管理  数字电网  智慧仓储  环保GIS  云gis  gis的基本功能  Webgis  gis地图  BIM平台  智慧环境  城市规划  数据管理  事故救援  业务功能  总体设计  Qt  技术详情  地下管廊  系统改造  gis地图服务  平台构建  电子沙盘  地图符号  系统测试  三维gis平台功能  电力巡检  三维gis二次开发 三维gis接口  管网GIS系统  管网管理GIS服务平台  高校GIS系统  电网GIS行业  配电网gis系统  gis市场  gis设备  gis信息系统  gis平台监控  BIM与GIS集成应用  gis软件系统  移动GIS  视频监控  房产交易地图  VR虚拟现实  GIS应用平台  GIS管网系统  消防GIS系统  管网gis系统  gis服务平台  公共安全  gis高压设备  数字经济  基础设施建设  无人机  系统架构  GIS平台  gis空间分析  环保可视化  三维GIS平台  gis专业  gis地理信息系统  三维gis软件系统  gis三维平台  CIM  数字城市  顶层设计  gis应用  交通运输  数字化城市  三维gis模型  建筑产业  信息物理系统  自动化  城市应急  大数据可视化  系统管理  景观设计  gis应用实例  gis是什么  可视化技术  开源gis软件  可视化  假三维地图  智能楼宇  gis开发  gis空间数据  新零售  导航  应急预案  地产  gis服务  产业链  gis行业发展  gis软件  实景三维gis  
上海臻图信息技术有限公司
沪ICP备19005932号-1