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数字孪生如何成为连接物理与数字的桥梁

日期:2024-07-15
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数字技术的快速发展使得各行各业开始转型,其中数字孪生作为信息技术与物理世界深度融合的产物,实时反映物理实体的状态、行为乃至未来趋势,为决策提供科学依据和精准支持。

数字孪生如何成为连接物理与数字的桥梁

数字孪生的概念最早可以追溯到NASA的阿波罗项目,当时为了确保空间任务的顺利进行,科学家们提出了“孪生”的概念,即在地面上建立与太空飞行器完全一致的模拟系统。随着技术的不断进步,这一概念逐渐扩展到更广泛的领域。2003年,美国密歇根大学的Michael Grieves教授首次提出了“与物理产品等价的虚拟数字化表达”的概念,为数字孪生技术奠定了理论基础。随后,美国空军研究实验室的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel在2011年明确提出了“数字孪生”这一术语,标志着数字孪生技术正式进入公众视野。

数字孪生技术具有多个显著特点,包括互操作性、实时性、可扩展性、保真度和闭环性等。首先,数字孪生能够实现物理对象与数字空间之间的双向映射和动态交互,使得物理实体在数字世界中的模拟更加精确和全面。其次,数字孪生技术能够实时反映物理实体的状态变化,为决策提供即时反馈。此外,数字孪生还具有高度的可扩展性,能够随着物理实体的变化而自动更新和扩展。最重要的是,数字孪生要求虚拟模型在几何结构、状态、相位和时态等方面保持高度模拟,以确保其与实际物理实体的相似度。

数字孪生技术的应用领域极为广泛,几乎涵盖了所有需要精确模拟和预测的行业。在制造业中,数字孪生可以帮助企业实现产品生命周期管理,提高生产效率和制造质量。通过构建产品的数字孪生体,企业可以在虚拟环境中进行产品测试和优化,减少实际生产中的试错成本。在城市规划中,数字孪生技术可以将真实的城市环境进行数字化复制,为城市规划部门提供精细化管理、快速反应和数据化分析等支持。在交通运输领域,数字孪生技术可以模拟交通流量、优化路线规划,提高交通流畅度和安全性。此外,数字孪生还在军事训练、医疗卫生、智慧建筑等多个领域发挥着重要作用。

随着技术的不断发展和完善,数字孪生业务正朝着更加智能化、集成化和高效化的方向迈进。未来,数字孪生将更深入地与AI、物联网(IoT)、大数据等新一代信息技术融合,通过实时数据分析和建模,提升对物理世界的精准模拟和预测能力。同时,数字孪生平台将向更加开放和可扩展的方向发展,构建完整的生态系统,吸引更多的开发者和合作伙伴参与,共同推动数字孪生业务的快速发展。此外,随着相关标准和规范的建立和完善,数字孪生应用的互操作性和一致性将得到进一步提升,推动整个行业的健康发展。伏锂码云平台(Fulima Cloud)作为数字孪生驱动的工业互联网平台,基于J3DRBI、模型轻量化等产品,低代码打造数字孪生平台,并通过数据驱动为企业的决策提供更加准确和有效的支持。

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