數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、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，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。 數(shù)字孿生是個普遍適應的理論技術體系，可以在眾多領域應用，在產(chǎn)品設計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學分析、工程建設等領域應用較多。在國內(nèi)應用深入的是工程建設領域，關注度高、研究熱的是智能制造領域。數(shù)字孿生技術通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能的深度耦合，正在重構傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)價值鏈。工業(yè)園區(qū)AI數(shù)字孿生應用領域
就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，圍繞數(shù)字孿生出現(xiàn)的一個關鍵挑戰(zhàn)是:鑒于大多數(shù)公司都投資于遺留系統(tǒng)，企業(yè)如何能夠更輕易地實現(xiàn)針對使用該技術的轉型？具體來講，到底誰應當負責經(jīng)營和管理數(shù)字孿生?企業(yè)又該如何保證數(shù)字孿生與現(xiàn)有的軟件和其他應用程序通信? 新的數(shù)字孿生方法，必然對應公司基礎設施內(nèi)的新平臺與新技術。但問題是如此這些新元素無法與現(xiàn)有技術組件無縫集成，往往會拉高新方案的落地周期和實現(xiàn)成本。一個可能的解決方案是，通過與企業(yè)規(guī)劃資源系統(tǒng)（ERP）相集成，企業(yè)或許可以保證虛擬孿生與公司現(xiàn)有系統(tǒng)之間順利實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而確保數(shù)字孿生收集和分析的信息能夠自動反映在ERP系統(tǒng)當中。借助這股信息流，數(shù)字孿生與其他業(yè)務流程的配合可以起效，節(jié)約實現(xiàn)該技術所需要的時間和資源。此外，這種方式還能保證整個公司內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一性與一致性，憑借可靠信息支撐起堅定穩(wěn)定的管理決策。南京物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生應用領域數(shù)字孿生技術將深度賦能智能制造，實現(xiàn)生產(chǎn)流程全生命周期的實時優(yōu)化與預測性維護。
作為數(shù)字化時代的前沿技術，數(shù)智孿生未來將在更廣闊的領域加速創(chuàng)新。然而，其發(fā)展仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)： 1.技術挑戰(zhàn)：多學科耦合模型復雜性高，實時數(shù)據(jù)處理與高效仿真的技術門檻較高。 2.數(shù)據(jù)隱私與安全：傳感器采集的海量數(shù)據(jù)可能涉及隱私問題，需要構建可靠的安全機制。 3.行業(yè)標準化：數(shù)智孿生的跨領域協(xié)作亟需統(tǒng)一的技術標準和基礎設施規(guī)范。 盡管如此，數(shù)智孿生在虛擬與現(xiàn)實深度融合的道路上展現(xiàn)出無比廣闊的前景?？梢灶A見，在智能制造、智慧管理乃至人類發(fā)展全新的未來圖景中，數(shù)智孿生都將憑借其自主決策、實時優(yōu)化與未來預測的特質，成為創(chuàng)新驅動智造和社會變革的重要助力。 數(shù)智孿生不僅是對現(xiàn)實系統(tǒng)的鏡像，更是對未來的能力延伸與創(chuàng)造。通過“虛擬成就現(xiàn)實”，其不斷驅動智能化變革，為更高效的生產(chǎn)、更智慧的生活提供了無限可能。
GE 航空的發(fā)動機數(shù)字孿生系統(tǒng)采用 “時序提示 + 物理模型約束” 的方法優(yōu)化發(fā)動機壽命預測。將發(fā)動機的時序數(shù)據(jù)轉化為文本描述，注入物理模型知識，用大模型快速推理剩余壽命，解決了傳統(tǒng)物理仿真模型計算效率低和模型泛化差的問題。
2018 年，日本船舶技術研究協(xié)會啟動了 “船體結構高精度數(shù)字孿生模型研發(fā)” 項目。該項目結合有限元分析（FEA）和計算流體動力學（CFD）技術，創(chuàng)建了船體結構的高精度數(shù)字孿生模型，通過數(shù)據(jù)同化方法，將實測數(shù)據(jù)與仿真結果進行融合，實現(xiàn)了對船體狀態(tài)的實時監(jiān)測與潛在安全隱患的預測，使船舶的維護周期延長了 20%，同時降低了 15% 的維護成本。 工業(yè)領域應用數(shù)字孿生技術后，生產(chǎn)線故障預測準確率平均提升約30%。
在探析數(shù)字孿生的商業(yè)價值時，企業(yè)須重點考慮戰(zhàn)略績效與市場動態(tài)相關問題，包括持續(xù)提升產(chǎn)品績效、加快設計周期、發(fā)掘新的潛在收入來源，以及優(yōu)化保修成本管理。更為重要的是，與傳統(tǒng)項目不同，數(shù)字孿生并不會在有所收效后戛然而止。要長期在市場占據(jù)獨特優(yōu)勢，企業(yè)應不斷在新的業(yè)務領域再次進行嘗試。同時，企業(yè)須將數(shù)字化技術與數(shù)字孿生滲透至整個組織結構，涵蓋研發(fā)與銷售，并運用數(shù)字孿生改變企業(yè)的業(yè)務模式及決策過程，從而源源不斷地為企業(yè)開創(chuàng)新的收入來源。虛擬調試環(huán)境應具備物理規(guī)則引擎，能夠模擬重力、摩擦等基礎力學效應。浙江數(shù)字孿生24小時服務
定制化數(shù)字孿生系統(tǒng)的價格往往高于標準化產(chǎn)品。工業(yè)園區(qū)AI數(shù)字孿生應用領域
城市級數(shù)字孿生系統(tǒng)的構建需要多源數(shù)據(jù)融合技術支撐。新加坡"虛擬新加坡"項目整合了20個zf部門的GIS數(shù)據(jù)、8萬個智能電表讀數(shù)及1500路交通攝像頭信息，構建了涵蓋建筑能耗、人流密度等138項指標的動態(tài)城市模型。在杭州亞運會籌備期間，主辦方利用數(shù)字孿生技術模擬了10萬人流疏散場景，通過調整28處出入口布局使疏散效率提升19%。此類系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)標準化問題，目前IEEE 2806標準正試圖統(tǒng)一不同廠商的BIM、CIM數(shù)據(jù)接口格式。據(jù)ABI Research預測，到2027年全球將有35%的百萬人口級城市部署數(shù)字孿生管理平臺。工業(yè)園區(qū)AI數(shù)字孿生應用領域
