什么是數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生是物理對象、流程或服務(wù)的數(shù)字表示。數(shù)字孿生可以是物理世界中對象的數(shù)字副本，例如噴氣發(fā)動機或風(fēng)力發(fā)電場，甚至是更大的項目，例如建筑物甚至整個城市。

除了實物資產(chǎn)外，數(shù)字孿生技術(shù)還可用于復(fù)制流程，以便收集數(shù)據(jù)以預(yù)測其性能。

從本質(zhì)上講，數(shù)字孿生是一種計算機程序，它使用真實世界的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建可以預(yù)測產(chǎn)品或過程將如何執(zhí)行的模擬。這些程序可以集成物聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0），人工智能和軟件分析，以提高輸出。

隨著機器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)等因素的進(jìn)步，這些虛擬模型已成為現(xiàn)代工程中推動創(chuàng)新和提高性能的主要內(nèi)容。

簡而言之，創(chuàng)建一個可以增強戰(zhàn)略技術(shù)趨勢，防止物理對象中代價高昂的故障，還可以通過使用先進(jìn)的分析，監(jiān)控和預(yù)測功能，測試流程和服務(wù)。

數(shù)字孿生技術(shù)如何工作？

數(shù)字孿生體的生命周期始于應(yīng)用數(shù)學(xué)或數(shù)據(jù)科學(xué)專家研究物理對象或系統(tǒng)的物理和操作數(shù)據(jù)，以開發(fā)模擬原始的數(shù)學(xué)模型。

創(chuàng)建數(shù)字孿生的開發(fā)人員確保虛擬計算機模型可以從從從真實世界版本收集數(shù)據(jù)的傳感器接收反饋。這使數(shù)字版本能夠?qū)崟r模擬和模擬原始版本正在發(fā)生的事情，從而創(chuàng)造機會來收集有關(guān)性能和任何潛在問題的見解。

數(shù)字孿生可以像您需要的那樣復(fù)雜或簡單，具有不同的數(shù)據(jù)量決定了模型模擬真實世界物理版本的精確程度。

雙胞胎可以與原型一起使用，以在產(chǎn)品開發(fā)時提供有關(guān)產(chǎn)品的反饋，甚至可以單獨充當(dāng)原型，以模擬構(gòu)建時物理版本可能發(fā)生的事情。

數(shù)字孿生解決了哪些挑戰(zhàn)性問題？

由于它可用于從汽車到醫(yī)療保健和發(fā)電等眾多行業(yè)，因此它已被用于解決大量挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括海上風(fēng)力渦輪機的疲勞測試和耐腐蝕性，以及賽車效率的提高。其他應(yīng)用包括醫(yī)院建模以確定工作流程和人員配備以找到程序改進(jìn)。

數(shù)字孿生體允許用戶研究產(chǎn)品生命周期延長、制造和流程改進(jìn)以及產(chǎn)品開發(fā)和原型測試的解決方案。在這種情況下，數(shù)字孿生體實際上可以表示問題，因此可以在程序中而不是在現(xiàn)實世界中設(shè)計和測試解決方案。

誰發(fā)明了數(shù)字孿生？

數(shù)字孿生體的概念最早是由David Gelernter在1991年出版的《Mirror Worlds》一書中提出的，佛羅里達(dá)理工學(xué)院的Michael Grieves繼續(xù)將這一概念應(yīng)用于制造業(yè)。

到2002年，格里夫斯搬到了密歇根大學(xué)，當(dāng)時他在密歇根州特洛伊的制造工程師協(xié)會會議上正式介紹了數(shù)字孿生概念。

然而，美國宇航局首先接受了數(shù)字孿生概念，在2010年的路線圖報告中，美國宇航局的約翰·維克斯（John Vickers）給這個概念起了個名字。這個想法被用來創(chuàng)建太空艙和飛行器的數(shù)字模擬，以便進(jìn)行測試。

數(shù)字孿生概念在2017年進(jìn)一步傳播，當(dāng)時Gartner將其列為十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢之一。從那時起，這個概念就被用于越來越多的工業(yè)應(yīng)用和工藝中。

何時使用數(shù)字孿生

?數(shù)字孿生可以分為三大類型，它們顯示了可以使用該過程的不同時間：

• 數(shù)字孿生原型 （DTP） - 這是在創(chuàng)建物理產(chǎn)品之前進(jìn)行的

• 數(shù)字孿生實例 （DTI） – 這是在產(chǎn)品制造后完成的，以便在不同的使用場景上運行測試

• 數(shù)字孿生聚合 （DTA） – 收集 DTI 信息以確定產(chǎn)品的功能、運行預(yù)測和測試操作參數(shù)

這些總體類型可以提供多種用途，包括物流規(guī)劃，產(chǎn)品開發(fā)和重新設(shè)計，質(zhì)量控制/管理和系統(tǒng)規(guī)劃。

每當(dāng)需要測試產(chǎn)品或過程時，無論是在設(shè)計、實施、監(jiān)控還是改進(jìn)方面，數(shù)字孿生體都可用于節(jié)省時間和金錢。

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