数字孪生的进展: 实现的许多关键技术都已经开发出来,比如多物理尺度和多物理量建模、结构化的健康管理、高性能计算等,但实现需要集成和融合这些跨领域、跨专业的多项技术,从而对装备的健康状况进行有效评估,这与单个技术发展的愿景有着明显的区别。因此,可以设想这样一个极具颠覆的概念,在未来可以预见的时间内很难取得足够的成熟度,建立中间过程的里程碑目标就显得尤为必要。 GE将其作为工业互联网的一个重要概念,力图通过大数据的分析,可以完整地查看物理世界机器实际运行的情况。突然赋予了设计师们以全新的梦想。它正在引导人们穿越那虚实界墙,在物理与数字模型之间自由交互与行走。数字孪生用来支撑物理产品生命周期各项活动的决策。上海智慧城市数字孪生模型
数字样机较初是指在CAD系统中通过三维实体造型和数字化预装配后,得到一个可视化的产品数字模型(几何样机),可以用于协调零件之间的关系,进行可制造性检查,因此可以基本上代替物理样机的协调功能。 但随着数字化技术的发展,数字样机的作用也在不断增强,人们在预装配模型上进行运动、人机交互、空间漫游、机械操纵等飞机功能的模拟仿真。之后又进一步与机器的各种性能分析计算技术结合起来,使之能够模拟仿真出机器的各种性能。因此将数字样机按其作用从几何样机,扩展到功能样机和性能样机。 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。吉林变电站数字孪生数字孪生的组成应该包括产品设计、过程规划、生产布局、过程仿真、产量优化等。
数字孪生以产品为主线,并在生命周期的不同阶段引入不同的要素,形成了不同阶段的表现形态。 服务阶段的数字孪生: 随着物联网技术的成熟和传感器成本的下降,很多工业产品,从大型装备到消费级产品,都使用了大量的传感器来采集产品运行阶段的环境和工作状态,并通过数据分析和优化来避免产品的故障,改善用户对产品的使用体验。 服务阶段的数字孪生,可以实现远程监控和预测性维修:通过读取智能工业产品的传感器或者控制系统的各种实时参数,构建可视化的远程监控,并给予采集的历史数据,构建层次化的部件、子系统乃至整个设备的健康指标体系,并使用人工智能实现趋势预测;基于预测的结果,对维修策略以及备品备件的管理策略进行优化,降低和避免客户因为非计划停机带来的损失。
数字孪生()已经走过了几十年的发展历程,只不过以前没有这样命名,而是发展到了一定阶段,人们意识到应该给这种综合化的技术起一个更确切的名字。 本文论述的数字孪生有两层意思,一是指物理实体与其数字虚体之间的精确映射的孪生关系;二是将具有孪生关系的物理实体、数字虚体分别称作物理孪生体、数字孪生体。默认情况下,数字孪生亦指数字孪生体。 数字孪生是客观世界中的物化事物及其发展规律被软件定义后的一种结果。丰富的工业软件内涵以及强大的软件定义效果,让数字孪生的研究在国内外呈现出百花齐放的态势。作者认为数字孪生与计算机辅助(CAX)软件(尤其是广义仿真软件)以及数据采集/分析的发展关系十分密切。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。
数字孪生()与Digital Thread: 依靠Digital Thread,所有数据模型都能够双向沟通,因此真实物理产品的状态和参数将通过与智能生产系统集成的赛博物理系统CPS向数字化模型反馈,致使生命周期各个环节的数字化模型保持一致,从而能够实现动态、实时评估系统的当前及未来的功能和性能。而装备在运行的过程中,又通过将不断增加的传感器、机器的联接而收集的数据进行解释利用,可以将后期产品生产制造和运营维护的需求融入到早期的产品设计过程中,形成设计改进的智能闭环。然而,并不是建立了全机有限元模型,就有了数字孪生,那只是问题的一个角度;必须在生产中把所有真实制造尺寸反馈回模型,再用PHM(健康预测管理)实时搜集飞机实际受力情况,反馈回模型,才有可能成为。数字孪生通过与实体的系统响应进行对比,揭示装备研制中存在的未知问题。吉林变电站数字孪生
数字孪生集成了传感器数据、历史维护数据,以及通过挖掘而产生的相关派生数据。上海智慧城市数字孪生模型
2002年一位大学教授在发表的一篇文章中提出了数字孪生概念,他认为通过物理设备的数据,可以在虚拟(信息)空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统,并且这种联系不是单向和静态的,而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。 显然,这个概念不只指的是产品的设计阶段,而延展至生产制造和服务阶段,但是由于当时的数字化手段有限,因此数字孪生的概念也只是停留在产品的设计阶段,通过数字模型来表征物理设备的原型。 在那之后,数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印这些领域,而到了2014年以后,随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展,更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征,而数字孪生也逐步扩展到了包括制造和服务在内的完整的产品周期阶段,并不断丰富着数字孪生的形态和概念。上海智慧城市数字孪生模型
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