不僅是JS領(lǐng)域，上述技術(shù)路徑也可以廣泛應(yīng)用在新開發(fā)或正在改進(jìn)的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)線上，即盡量在數(shù)字空間中，針對(duì)有待改進(jìn)的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)線，做好它們的數(shù)字孿生體，施加并測(cè)試各種數(shù)字化的工況條件，隨意變換工作場(chǎng)景，以近乎零成本對(duì)這些數(shù)字孿生體進(jìn)行虛擬測(cè)試和反復(fù)迭代。比如糖果、寵物護(hù)理和食品商瑪氏公司，其制造供應(yīng)鏈已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)字孿生系統(tǒng)，使用Microsoft Azure云平臺(tái)和人工智能來處理和分析其制造設(shè)施中生產(chǎn)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。目前，該公司不但通過數(shù)字孿生增強(qiáng)了其160個(gè)制造設(shè)施的運(yùn)營(yíng)，也正在創(chuàng)建軟件模擬以提高產(chǎn)能和流程控制，包括通過預(yù)測(cè)性維護(hù)延長(zhǎng)機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間，并減少與機(jī)器包裝不一致產(chǎn)品數(shù)量相關(guān)的浪費(fèi)。數(shù)字孿生與5G、物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，將推動(dòng)農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)字化復(fù)現(xiàn)與調(diào)控。徐州園區(qū)招商數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實(shí)的概念，可以被視為一個(gè)或多個(gè)重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。 數(shù)字孿生是個(gè)普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系，可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。在國(guó)內(nèi)應(yīng)用深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度高、研究熱的是智能制造領(lǐng)域。靜安區(qū)科技數(shù)字孿生城市級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)須建立數(shù)據(jù)沙箱機(jī)制，測(cè)試驗(yàn)證通過后方可接入實(shí)網(wǎng)。
在3號(hào)工業(yè)智造館，三一重工推出的"挖掘機(jī)全生命周期數(shù)字孿生系統(tǒng)"成為焦點(diǎn)展品。該系統(tǒng)通過植入設(shè)備的300余個(gè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可實(shí)時(shí)采集液壓壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等23類運(yùn)行參數(shù)，并在云端構(gòu)建毫米級(jí)精度的三維動(dòng)態(tài)模型?，F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員演示了如何通過AR眼鏡遠(yuǎn)程指導(dǎo)新疆礦場(chǎng)的故障排查，延遲時(shí)間控制在80毫秒以內(nèi)。日本川崎重工則展示了與人等高的協(xié)作機(jī)器人數(shù)字孿生體，其運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到99.2%。這些案例表明，工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)已從單機(jī)監(jiān)控發(fā)展到產(chǎn)線級(jí)協(xié)同優(yōu)化階段，據(jù)麥肯錫新的報(bào)告顯示，采用該技術(shù)的企業(yè)平均設(shè)備綜合效率提升達(dá)17.6%。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸，是數(shù)字孿生與物理世界連接的橋梁25。建模與仿真技術(shù)：構(gòu)建數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)技術(shù)，包括 CAD 建模、有限元分析、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等3。大數(shù)據(jù)與人工智能：用于數(shù)據(jù)處理、分析和預(yù)測(cè)，提高數(shù)字孿生的智能水平1。云計(jì)算與邊緣計(jì)算：提供計(jì)算資源和存儲(chǔ)能力，支持?jǐn)?shù)字孿生的大規(guī)模部署和實(shí)時(shí)處理25。5G 通信技術(shù)：提供高速、低延遲的通信支持，確保數(shù)字孿生與物理實(shí)體之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互80。AR/VR 技術(shù)：提供沉浸式的交互體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶與數(shù)字孿生的交互能力97。教育培訓(xùn)領(lǐng)域借助數(shù)字孿生創(chuàng)建沉浸式實(shí)訓(xùn)環(huán)境，降低高危行業(yè)實(shí)操風(fēng)險(xiǎn)與培訓(xùn)成本。
數(shù)字孿生是物理對(duì)象、流程和系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)虛擬復(fù)制品。它通過傳感器實(shí)時(shí)映射物理對(duì)象狀態(tài)，在虛擬空間構(gòu)建可計(jì)算、可預(yù)測(cè)、可優(yōu)化的 “數(shù)字分身”，其本質(zhì)是物理實(shí)體、虛擬模型、數(shù)據(jù)交互和智能分析的結(jié)合。例如，一個(gè)工廠中的設(shè)備，通過數(shù)字孿生技術(shù)，可以在虛擬空間中創(chuàng)建一個(gè)與之完全對(duì)應(yīng)的虛擬設(shè)備，這個(gè)虛擬設(shè)備會(huì)根據(jù)物理設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，反映物理設(shè)備的狀態(tài)、性能等信息。
數(shù)字孿生的概念z早可以追溯到 20 世紀(jì)六七十年代美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的阿波羅計(jì)劃。當(dāng)時(shí) NASA 地面站擁有多個(gè)模擬器，用于訓(xùn)練宇航員和指揮控制人員，并在阿波羅 13 號(hào)的救援任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。2002 年，美國(guó)密歇根大學(xué)邁克爾?格雷夫斯（Michael Grieves）教授提出 “與物理產(chǎn)品等價(jià)的虛擬數(shù)字化表達(dá)” 概念，這可以看作是產(chǎn)品數(shù)字孿生的一個(gè)啟蒙。2011 年 3 月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室shou次明確提到了 “數(shù)字孿生” 這個(gè)詞匯。 國(guó)內(nèi)某智能制造企業(yè)成功部署數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線全流程可視化監(jiān)控。工業(yè)園區(qū)元宇宙數(shù)字孿生共同合作
全球67%的智能制造企業(yè)已開展數(shù)字孿生技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用。徐州園區(qū)招商數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
2010年，美國(guó)陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所的“阿凡達(dá)”單兵項(xiàng)目正式啟動(dòng)。該所研究人員希望給每名軍人都創(chuàng)建出自己的數(shù)字虛擬形象，無論高矮胖瘦和脾氣秉性。目前已經(jīng)成功地開發(fā)了250名“阿凡達(dá)”單兵。在一個(gè)復(fù)雜的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，研究人員讓這些虛擬單兵穿上不同的作戰(zhàn)服，變換不同的姿勢(shì)和位置，不斷加載戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的數(shù)字孿生體來進(jìn)行各種逼真的高風(fēng)險(xiǎn)模擬，從而替代實(shí)戰(zhàn)測(cè)試。通過各種數(shù)字化測(cè)試來找出他們的弱點(diǎn)，甚至模擬各種惡劣氣候環(huán)境來測(cè)試這些單兵的生理環(huán)境適應(yīng)能力。所有測(cè)試過程無人身危險(xiǎn)，可以隨意反復(fù)試驗(yàn)?？梢哉f，數(shù)字孿生不但持續(xù)發(fā)生在物理孿生體全生命周期中，而且會(huì)超越物理孿生體生命周期，在數(shù)字空間持久存續(xù)。因此，充分利用數(shù)字孿生可在智能制造中孕育出大量新技術(shù)和新模式。徐州園區(qū)招商數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
