在智能制造領(lǐng)域較先使用數(shù)字孿生概念的是美國的航空航天局（NASA）在項目中，美國國家航空航天局使用空間飛行器的數(shù)字孿生對飛行中的空間飛行器進行仿真分析，監(jiān)測和預(yù)測空間飛行器的飛行狀態(tài)，輔助地面控制人員作出正確的決策。從美國國家航空航天局對數(shù)字孿生的應(yīng)用來看，數(shù)字孿生主要是要創(chuàng)建和物理實體等價的虛擬體或數(shù)字模型，虛擬體能夠?qū)ξ锢韺嶓w進行仿真分析，能夠根據(jù)物理實體運行的實時反饋信息對物理實體的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，能夠依據(jù)采集的物理實體的運行數(shù)據(jù)完善虛擬體的仿真分析算法，從而對物理實體的后續(xù)運行和改進提供更加精確的決策。數(shù)字孿生可能通過自愈的機制或者建議更改任務(wù)參數(shù)來減輕損害或進行系統(tǒng)的降級。吉林智慧城市數(shù)字孿生應(yīng)用
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。 經(jīng)驗的數(shù)字化： 在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計、制造和服務(wù)領(lǐng)域，經(jīng)驗往往是一種模糊而很難把握的形態(tài)，很難將其作為準確判決的依據(jù)。而數(shù)字孿生的一大關(guān)鍵進步，是可以通過數(shù)字化的手段，將原先無法保存的專家經(jīng)驗進行數(shù)字化，并提供了保存、復(fù)制、修改和轉(zhuǎn)移的能力。 例如，針對大型設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的各種故障特征，可以將傳感器的歷史數(shù)據(jù)通過機器學(xué)習訓(xùn)練出針對不同故障現(xiàn)象的數(shù)字化特征模型，并結(jié)合專家處理的記錄，將其形成未來對設(shè)備故障狀態(tài)進行準確判決的依據(jù)，并可針對不同的新形態(tài)的故障進行特征庫的豐富和更新，較終形成自治化的智能診斷和判決。智慧城市數(shù)字孿生經(jīng)銷商數(shù)字孿生是集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。
數(shù)字孿生的含義： 對于的極端需求，同時也將驅(qū)動著新材料開發(fā)，而所有可能影響到裝備工作狀態(tài)的異常，將被明確地進行考察、評估和監(jiān)控。正是從內(nèi)嵌的綜合健康管理系統(tǒng)（IVHM）集成了傳感器數(shù)據(jù)、歷史維護數(shù)據(jù)，以及通過挖掘而產(chǎn)生的相關(guān)派生數(shù)據(jù)。通過對以上數(shù)據(jù)的整合，可以持續(xù)地預(yù)測裝備或系統(tǒng)的健康狀況、剩余使用壽命以及任務(wù)執(zhí)行成功的概率，也可以預(yù)見關(guān)鍵安全事件的系統(tǒng)響應(yīng)，通過與實體的系統(tǒng)響應(yīng)進行對比，揭示裝備研制中存在的未知問題?？赡芡ㄟ^自愈的機制或者建議更改任務(wù)參數(shù)來減輕損害或進行系統(tǒng)的降級，從而提高壽命和任務(wù)執(zhí)行成功的概率。
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(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，從而反映相對應(yīng)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(yīng)的理論技術(shù)體系，可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用，目前在產(chǎn)品設(shè)計、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。目前在國內(nèi)應(yīng)用較深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度較高、研究較熱的是智能制造領(lǐng)域。與數(shù)字孿生相關(guān)的技術(shù)包括增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實等。
數(shù)字孿生的研究現(xiàn)狀： 2015年之后，世界各國分別提出國家層面的制造業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。這些戰(zhàn)略關(guān)鍵目標之一就是構(gòu)建物理信息系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS），實現(xiàn)物理工廠與信息化的虛擬工廠的交互和融合，從而實現(xiàn)智能制造，數(shù)字孿生作為實現(xiàn)物理工廠與虛擬工廠的交互融合的較佳途徑，被國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)界和企業(yè)高度關(guān)注。從 CPS 和數(shù)字孿生的內(nèi)涵來看，他們都是為了描述信息空間與物理世界融合的狀態(tài)，CPS 更偏向科學(xué)原理的驗證，數(shù)字孿生更適合工程應(yīng)用的優(yōu)化，更能夠降低復(fù)雜工程系統(tǒng)建設(shè)的費用。 有人基于數(shù)字孿生提出了數(shù)字孿生車間的概念，并從車間管理要素分析，數(shù)字孿生車間的發(fā)展需要依次經(jīng)過生產(chǎn)要素、生產(chǎn)活動、生產(chǎn)控制只限于物理車間，物理車間與數(shù)字孿生車間相對單獨，物理車間與數(shù)字孿生車間交互融合這個三個階段，才能夠逐漸的成熟。Digital Twin是與Digital Thread，既相互關(guān)聯(lián)，又有所區(qū)別的一個概念。吉林智慧城市數(shù)字孿生應(yīng)用
數(shù)字孿生的組成包括：產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎、生產(chǎn)工藝流程數(shù)字化雙胞胎、設(shè)備數(shù)字化雙胞胎。吉林智慧城市數(shù)字孿生應(yīng)用
車間數(shù)字孿生的組成，主要包括：物理車間、虛擬車間、車間服務(wù)系統(tǒng)、車間孿生數(shù)據(jù)幾部分組成。物理車間是真實存在的車間，主要從車間服務(wù)系統(tǒng)接收生產(chǎn)任務(wù)，并按照虛擬車間仿真優(yōu)化后的執(zhí)行策略，執(zhí)行完成任務(wù)；虛擬車間是物理車間的計算機內(nèi)的等價映射，主要負責對生產(chǎn)活動進行仿真分析和優(yōu)化，并對物理車間的生產(chǎn)活動進行實時的監(jiān)測、預(yù)測和調(diào)控；車間服務(wù)系統(tǒng)是車間各類軟件系統(tǒng)的總稱，主要負責車間數(shù)字孿生驅(qū)動物理車間的運行，和接受物理車間的生產(chǎn)反饋。吉林智慧城市數(shù)字孿生應(yīng)用
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