吉林工業(yè)數(shù)字孿生

來源: 發(fā)布時間:2021-08-13

數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系可包含以下部分: 1. 基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn):包括術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、參考架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、適用準(zhǔn)則三部分,關(guān)注數(shù)字孿生的概念定義、參考框架、適用條件與要求,為整個標(biāo)準(zhǔn)體系提供支撐作用。 2. 數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):包括物理實體標(biāo)準(zhǔn)、虛擬實體標(biāo)準(zhǔn)、孿生數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、連接與集成標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)五部分,用于規(guī)范數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)的研究與實施,保證數(shù)字孿生實施中的關(guān)鍵技術(shù)的有效性,破除協(xié)作開發(fā)和模塊互換性的技術(shù)壁壘。 3. 數(shù)字孿生工具/平臺標(biāo)準(zhǔn):包括工具標(biāo)準(zhǔn)和平臺標(biāo)準(zhǔn)兩部分,用于規(guī)范軟硬件工具/平臺的功能、性能、開發(fā)、集成等技術(shù)要求。數(shù)字孿生是一個物理產(chǎn)品的數(shù)字化表達。吉林工業(yè)數(shù)字孿生

數(shù)字孿生技術(shù)貫穿了產(chǎn)品生命周期中的不同階段,它同PLM(Product Lifecycle Management)的理念是不謀而合的。可以說,數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展將PLM的能力和理念,從設(shè)計階段真正擴展到了全生命周期。 自概念提出以來,數(shù)字孿生技術(shù)在不斷的快速演化,無論是對產(chǎn)品的設(shè)計、制造還是服務(wù),都產(chǎn)生了巨大的推動作用。 更完整的分析和預(yù)測能力 現(xiàn)有的產(chǎn)品生命周期管理,很少能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)測,因此往往無法對隱藏在表象下的問題提前進行預(yù)判。 而數(shù)字孿生可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)的處理和人工智能的建模分析,實現(xiàn)對當(dāng)前狀態(tài)的評估、對過去發(fā)生問題的診斷,以及對未來趨勢的預(yù)測,并給予分析的結(jié)果,模擬各種可能性,提供更完整的決策支持。吉林工業(yè)數(shù)字孿生實現(xiàn)Digital Twin的許多關(guān)鍵技術(shù)都已經(jīng)開發(fā)出來了。

數(shù)字孿生關(guān)系并不止于“雙”。 即使從“相像”來看,在所指上也并非限于“雙”,因為“雙”字會把更多的潛在應(yīng)用場景限制住——彼此相像的虛實映射事物未必只有貌似常見的“一對一”關(guān)系,其實還有以下虛實映射對應(yīng)關(guān)系: “一對多”——一個物理實體對應(yīng)多個數(shù)字虛體(一臺汽車發(fā)動機可有D /N/S等不同的駕駛擋位,啟動/高速/低速/磨合/磨損等不同的工作狀態(tài),對此,在車載軟件中用不同的參數(shù)和軟件模型來描述和調(diào)控); “多對一”——多個物理實體對應(yīng)一個數(shù)字虛體(例如同型號不同尺寸的螺栓或鉚釘對應(yīng)同一個三維CAD模型); “多對多”——更為一般化的設(shè)備工作場景(例如設(shè)計階段因數(shù)字化“構(gòu)型/配置”不同而產(chǎn)生了系列化物理設(shè)備及其數(shù)字孿生體,這些設(shè)備及其數(shù)字孿生體又置身于多種實物工作場景和數(shù)字場景)。

數(shù)字化的轉(zhuǎn)變對于傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)來說可能會非常困難,因為它同沿用了幾十年的基于經(jīng)驗的傳統(tǒng)設(shè)計和制造理念相去甚遠。設(shè)計人員可能不再需要依賴于通過開發(fā)實際的物理原型來驗證設(shè)計理念,也無需通過復(fù)雜的物理實驗才能驗證產(chǎn)品的可靠性,不需要進行小批量試制就可以直接預(yù)測生產(chǎn)的瓶頸,甚至不需要去現(xiàn)場就可以洞悉銷售給客戶的產(chǎn)品運行情況。 這種方式,無疑將貫穿整個產(chǎn)品的生命周期,不只可以加速產(chǎn)品的開發(fā)過程,提高開發(fā)和生產(chǎn)的有效性和經(jīng)濟性,更有效的了解產(chǎn)品的使用情況并幫助客戶避免損失,更能準(zhǔn)確的將客戶的真實使用情況反饋到設(shè)計端,實現(xiàn)產(chǎn)品的有效改進。 而所有的這一切,都需要企業(yè)具備完整的數(shù)字化能力,而其中的基礎(chǔ),就是數(shù)字孿生,即技術(shù)。數(shù)字孿生在工業(yè)現(xiàn)實場景中已經(jīng)具有了實現(xiàn)和推廣應(yīng)用的巨大潛力。

數(shù)字孿生()已經(jīng)走過了幾十年的發(fā)展歷程,只不過以前沒有這樣命名,而是發(fā)展到了一定階段,人們意識到應(yīng)該給這種綜合化的技術(shù)起一個更確切的名字。 本文論述的數(shù)字孿生有兩層意思,一是指物理實體與其數(shù)字虛體之間的精確映射的孿生關(guān)系;二是將具有孿生關(guān)系的物理實體、數(shù)字虛體分別稱作物理孿生體、數(shù)字孿生體。默認情況下,數(shù)字孿生亦指數(shù)字孿生體。 數(shù)字孿生是客觀世界中的物化事物及其發(fā)展規(guī)律被軟件定義后的一種結(jié)果。豐富的工業(yè)軟件內(nèi)涵以及強大的軟件定義效果,讓數(shù)字孿生的研究在國內(nèi)外呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢。作者認為數(shù)字孿生與計算機輔助(CAX)軟件(尤其是廣義仿真軟件)以及數(shù)據(jù)采集/分析的發(fā)展關(guān)系十分密切。數(shù)字孿生技術(shù)值得深入探索。吉林工業(yè)數(shù)字孿生

Digital Twin描述的是通過Digital Thread連接的各具體環(huán)節(jié)的模型。吉林工業(yè)數(shù)字孿生

數(shù)字孿生以產(chǎn)品為主線,并在生命周期的不同階段引入不同的要素,形成了不同階段的表現(xiàn)形態(tài)。 設(shè)計階段的數(shù)字孿生: 在產(chǎn)品的設(shè)計階段,利用數(shù)字孿生可以提高設(shè)計的準(zhǔn)確性,并驗證產(chǎn)品在真實環(huán)境中的性能。 這個階段的數(shù)字孿生,主要包括如下功能: 數(shù)字模型設(shè)計:使用CAD工具開發(fā)出滿足技術(shù)規(guī)格的產(chǎn)品虛擬原型,精確的記錄產(chǎn)品的各種物理參數(shù),以可視化的方式展示出來,并通過一系列的驗證手段來檢驗設(shè)計的準(zhǔn)確程度; 模擬和仿真:通過一系列可重復(fù)、可變參數(shù)、可加速的仿真實驗,來驗證產(chǎn)品在不同外部環(huán)境下的性能和表現(xiàn),在設(shè)計階段就驗證產(chǎn)品的適應(yīng)性。吉林工業(yè)數(shù)字孿生

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