什么是数字孪生

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数字孪生最初是由美国宇航局在20世纪60年代构想的,当时该组织将在地面上创建物理复制系统,以匹配太空中的系统。

“然而,直到最近创新技术的进步——如用于提取大量数据的物联网(IoT)设备——数字孪生才开始真正成熟,”IEEE成员托德·里士满(Todd Richmond)说。

现在,Gartner预测,到2031年,数字孪生市场的收入将达到1830亿美元。

当人们考虑到世界上各行各业的顶尖公司都在利用数字孪生技术来优化一切时,就很容易明白为什么了。

 

 

但是到底什么是数字孪生呢?

更重要的是,数字孪生能做什么?

什么是数字孪生?

根据IEEE高级成员Paulo Miyagi的说法,数字孪生本质上是“存在于物理世界中的对象或系统的精确数字副本,该副本不断用实时数据更新,以通知决策。”

为了实现这一目标,所讨论的对象或系统配备了各种物联网设备,这些设备充当传感器来产生与性能相关的数据——例如,在风力涡轮机的情况下,传感器被用来获取侧重于能量输出、温度、天气条件、性能等的数据。

一旦捕捉到这些数据,就可以利用数字孪生进行仿真,以更好地理解与性能相关的问题,并产生有价值的见解,这些见解可以反过来应用于模拟对象或系统。

“数字孪生提供了一种方式来询问一个物体或系统的‘如果/为什么不’的问题,”Richmond说。“通过利用可视化、模拟和物联网技术的结合,数字孪生技术使我们能够以前所未有的方式收集对对象和系统的见解。”

为什么数字孪生很有价值?

IEEE 高级会员 Amol Gulhane 表示:“数字孪生是最强大的数字化转型创新之一,可弥合物理世界和虚拟世界之间的信息鸿沟,帮助企业快速识别和执行蓬勃发展所需的创新。”

事实上,麦肯锡估计,数字孪生技术可以推动高达 10% 的收入增长,将产品上市时间缩短 50%,并将产品质量提高 25%。

Gulhane 进一步强调了数字孪生已经被应用并产生巨大影响的三个突出领域:

制造——在领先制造商的支持下,数字孪生是工业 4.0 的核心组成部分,有助于在整个产品生命周期中持续优化制造流程。特别是,工厂的数字双胞胎被用来加强对生产流程、预测性维护、劳动力安全等的管理。

交通——复杂交通系统的数字复制品可以帮助研究人员和开发人员更好地理解、创建和管理负责将人员和货物从 A 点运送到 B 点的基础设施。例如,世界各地的主要机场已经开始将数字孪生技术应用于创建其运营的整体视图,从而优化从交通控制到行李处理的所有内容,从而提高运营效率。

生命科学——随着研究人员竞相开发安全有效的疫苗来对抗 COVID,制造规划人员利用数字孪生技术来模拟工业流程、供应链和物流,以便快速有效地扩大生产规模。

牢记以上几点,像印度这样的国家有很大的机会利用这个机会。更高质量、更先进的产品和流程正在带来更大的利润,并进一步推动更快、更持久的创新。物联网正在进一步改变制造运营的许多方面,包括实时生产监控、提高指标准确性和生产效率。这些正是印度需要进行的投资,因为这是当下的需要。印度的服务业占印度 GVA(总增加值)的 53 .89%,可以通过采用最新的 web 3.0 产品来利用数字孪生等技术来利用这个机会。

数字孪生技术的扩散势必会继续,因为能够更好地理解物理对象和系统而无需进行昂贵的分析具有很大的价值。

数字孪生的未来会怎样?

IEEE 高级成员 Roberto Saracco 认为,数字孪生将越来越多地用于帮助解决我们世界面临的一些最紧迫的挑战。

“大流行对全球供应链的影响凸显了物流挑战,如果我们要避免未来的中断,就必须解决这些挑战,”萨拉科说。 “有理由相信,在机器学习、物联网设备、数据湖、自动化和其他颠覆性技术的支持下,数字双胞胎将在重新定义我们将事物和人员从一个地方移动到另一个地方的方式中发挥作用。

Gulhane 认为数字孪生几乎保持着无限的潜力。

“越来越多的认知能力正致力于数字孪生的使用,”Gulhane 说。 “未来数字孪生技术也将通过其他新兴技术的进步进行优化,这将有助于产生使产品和流程更高效所需的新见解。”

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