数字孪生与CAD模型的相关关系补充: 当完成CAD的设计,一个CAD模型就出现了。然而,数字孪生与物理实体的产生则紧密相连:没有到实体被制造出来的那一刻,就没有它对应的数字孪生。 CAD模型往往是静态的,它的作用是往前推动,在绝大多数场合,它就像中国象棋里面一个往前拱的小卒;而数字孪生,则是一个频频回头的在线风筝:两头都有力量。 3D模型在文档夹里无人问津的时代已经过去。数字孪生可以回收产品的设计、制造和运行的数据,并注入全新的产品设计模型中,使设计发生巨大的变化。知识复用,变得越来越普及。 数字孪生是基于高保真的三维CAD模型,它被赋予了各种属性和功能定义,包括材料、感知系统、机器运动机理等。它一般储存在图形数据库,而不是关系型数据库。在产品制造过程中出现问题时,可以基于数字孪生对生产策略进行分析,再基于优化后的生产策略进行生产。安徽电厂数字孪生制作方法
数字孪生尚无业界公认的标准定义,概念还在发展与演变中。 数字孪生在工业现实场景中已经具有了实现和推广应用的巨大潜力。 数字孪生顾名思义就是在计算机空间里对现实世界一比一的模拟。 数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。 数字孪生在建筑过程应用比较普遍,尤其是现在建筑行业都在想数据方向发展。黑龙江可视化数字孪生制作方法实现Digital Twin的许多关键技术都已经开发出来了。
以复杂产品研制而著称的飞机行业,在数字样机的应用上走在了全国前列。某些型号飞机研制工作在20世纪末就已经围绕着数字样机展开。数字样机将承载几乎完整的产品信息。 因此,人们可以通过数字样机进行飞机方案的选择,利用数字样机进行可制造的各种仿真,在数字样机上检查未来飞机的各种功能和性能,发现需要改进的地方,较终创建出符合要求的“数字飞机”,并将其交给工厂进行生产,制造成真正的物理飞机,完成整个研制过程。 无论是几何样机、功能样机和性能样机,都属于数字孪生的范畴。数字孪生的术语虽然是较近几年才出现的,但是数字孪生技术内涵的探索与实践,早已经在十多年前就开始并且取得了相当多的成果。
数字孪生与Digital Thread: 是与Digital Thread,既相互关联,又有所区别的一个概念。 是一个物理产品的数字化表达,以便于我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况,与此相关的技术包括增强现实和虚拟现实。Digital Thread在设计与生产的过程中,仿真分析模型的参数,可以传递到产品定义的全三维几何模型,再传递到数字化生产线加工成真实的物理产品,再通过在线的数字化检测/测量系统反映到产品定义模型中,进而又反馈到仿真分析模型中。现在好多互联网科技公司已经深入到数字孪生的研究中,希望探索出一条更加美好的新型城市建设道路。
数字孪生关系并不止于“双”。 即使从“相像”来看,在所指上也并非限于“双”,因为“双”字会把更多的潜在应用场景限制住——彼此相像的虚实映射事物未必只有貌似常见的“一对一”关系,其实还有以下虚实映射对应关系: “一对多”——一个物理实体对应多个数字虚体(一台汽车发动机可有D /N/S等不同的驾驶挡位,启动/高速/低速/磨合/磨损等不同的工作状态,对此,在车载软件中用不同的参数和软件模型来描述和调控); “多对一”——多个物理实体对应一个数字虚体(例如同型号不同尺寸的螺栓或铆钉对应同一个三维CAD模型); “多对多”——更为一般化的设备工作场景(例如设计阶段因数字化“构型/配置”不同而产生了系列化物理设备及其数字孪生体,这些设备及其数字孪生体又置身于多种实物工作场景和数字场景)。数字孪生,有时候也用来指代将一个工厂的厂房及产线在没有建造之前,就完成数字化模型。宁波三维数字孪生设计
数字孪生对物理实体的后续运行和改进提供更加精确的决策。安徽电厂数字孪生制作方法
数字孪生需要考虑的特殊对应模式: 在一些特殊场景中,数字孪生还存在“一对少”“少对一”“一对零”“零对一”的特殊对应模式: “一对少”——一个物理实体对应一个高度抽象的数字虚体(例如一辆高铁在调度上对应一个高度简化的数字化线框模型); “少对一”——以一部分物理实体对应一个完整数字虚体(例如一个齿轮副对应一个减速箱的“三维CAD模型+力学载荷模型”); “一对零”——因为不知其规律、缺乏机理模型导致某些已知物理实体没有对应的数字虚体(例如暗物质、气候变化规律等); “零对一”——人类凭想象和创意在数字空间创造的“数字虚体”,现实中没有与其对应的“物理实体”(例如数字创意中的各种形象)。安徽电厂数字孪生制作方法
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