數字孿生 數字化雙胞胎

當前對數字孿生存在多種不一樣認識和理解，目前還沒有造成統一共識的定義，但物理實體、虛擬模型、數據、鏈接、服務是數字孿生的核心要素。不一樣階段（如產品的不一樣階段）的數字孿生呈現出不一樣的特色，對數字孿生的認識與實踐離不開具體對象、具體應用與具體需求。從應用和解決實際需求的角度出發，實際應用過程當中不必定要求所創建的"數字孿生"具有全部理想特徵，能知足用戶的具體須要便可。

數字孿生與智能製造的關係是什麼？

從各國的先進製造業國家發展戰略演變角度來看，不管是美國從"去工業化"到"再工業化"，到"以軟帶硬"的"工業互聯網"戰略，再到美國國家先進製造戰略計劃；德國從機械化、電氣化、信息化，到"以硬帶軟"的"工業4.0"的製造業創新發展戰略；仍是中國從"信息化帶動工業化，工業化促進信息化"，到兩化融合和兩化深度融合，再到"中國製造2025"的"融合演進"的製造強國發展戰略，都指望經過信息物理融合來實現智能製造。綜上可知，智能製造是當前世界製造業的共同發展趨勢。而如何實現製造信息世界和物理世界的互聯互通與集成共融，是邁向智能製造的瓶頸之一。 數字孿生是實現信息物理融合的有效手段。一方面，數字孿生可以支持製造的物理世界與信息世界之間的虛實映射與雙向交互，從而造成"數據感知-實時分析-智能決策-精準執行"實時智能閉環；另外一方面，數字孿生可以將運行狀態、環境變化、突發擾動等物理實況數據與仿真預測、統計分析、領域知識等信息空間數據進行全面交互與深度融合，從而加強制造的物理世界與信息世界的同步性與一致性。相關統計結果代表，學術界和工業界都將數字孿生做爲踐行智能製造的關鍵使能技術之一。

數字孿生何用？

數字孿生以數字化的形式在虛擬空間中構建了與物理世界一致的高保真模型，經過與物理世界間不間斷的閉環信息交互反饋與數據融合，可以模擬對象在物理世界中的行爲，監控物理世界的變化，反映物理世界的運行情況，評估物理世界的狀態，診斷髮生的問題，預測將來趨勢，乃至優化和改變物理世界。數字孿生可以突破許多物理條件的限制，經過數據和模型雙驅動的仿真、預測、監控、優化和控制，實現服務的持續創新、需求的即時響應和產業的升級優化。基於模型、數據和服務等各方面的優點，數字孿生正在成爲提升質量、增長效率、下降成本、減小損失、保障安全、節能減排的關鍵技術，同時數字孿生應用場景正逐步延伸拓展到更多和更寬廣的領域。數字孿生具體功能、應用場景及做用如表所示。

數字孿生適用準則是什麼？

企業在應用數字孿生前，面臨的首要決策問題是本企業是否須要用數字孿生？是否適用數字孿生？是否值得使用數字孿生？事實上，數字孿生並不是適用於全部對象和企業。爲輔助企業根據自身狀況作出正確決策，本節嘗試從產品類型、複雜程度、運行環境、性能、經濟與社會效益等不一樣維度總結數字孿生適用準則，如表所示

 

本文來源：北京航空航天大學，自動化科學與電氣工程學院，數字孿生研究組