姓名:崔佳和? 學號: 19020100381

學院:電子工程學院

轉(zhuǎn)載自:作者:草莓橙須圓@csdn

原文鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_42278339/article/details/110206495

嵌牛導讀:數(shù)字孿生（Digital Twin）是近幾年興起的非常前沿的新技術(shù)。在未來，物理世界中的各種事物都將可以使用數(shù)字孿生技術(shù)進行復(fù)制。在工業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)字孿生技術(shù)的使用，將大幅推動產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)、維護及維修等環(huán)節(jié)的變革。

嵌牛鼻子:數(shù)字孿生

嵌牛提問:數(shù)字孿生技術(shù)是什么？它能做什么？

嵌牛內(nèi)容:

數(shù)字孿生技術(shù)的概念:

數(shù)字孿生（Digital Twin）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)品造、醫(yī)學分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。目前在國內(nèi)應(yīng)用最深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度最高、研究最熱的是智能制造領(lǐng)域。

學術(shù)定義：對所生產(chǎn)的產(chǎn)品的虛擬展現(xiàn)。

業(yè)界定義：數(shù)字孿生是基于傳感器所建立的某一物理實體的數(shù)字化模型，可模擬物理世界的具體事務(wù)。

根本：數(shù)字孿生是以數(shù)字化的形式對某一物理實體過去和目前的行為和流程進行動態(tài)呈現(xiàn)。

在未來，物理世界中的各種事物都將可以使用數(shù)字孿生技術(shù)進行復(fù)制。在工業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)字孿生技術(shù)的使用，將大幅推動產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)、維護及維修等環(huán)節(jié)的變革。

數(shù)字孿生技術(shù)不僅可以讓我們看到產(chǎn)品外部的變化，更重要的是可以看到產(chǎn)品內(nèi)部的每一個零部件的工作狀態(tài)。

Digital Twin (數(shù)字孿生)能做到什么：

1>大量物理世界數(shù)據(jù)檢測為基礎(chǔ)

2>檢測通過數(shù)字化的形式對某一物理實體或者流程動態(tài)呈現(xiàn)

3>有效反饋系統(tǒng)運行狀態(tài)

4>企業(yè)根據(jù)所獲信息及時采取實際行動

數(shù)字孿生不僅將在工廠與城市運營中發(fā)揮作用，也將在家居生活、個人健康管理等方面大有可為。全球知名的未來學家Thomas Frey認為：在十年之后，數(shù)字孿生技術(shù)將從以下七個方面改變我們的工作和生活。

1.智能家居管理中心

物聯(lián)網(wǎng)讓我們的家居生活變得越來越智能，因此需要一個中央管理系統(tǒng)對安全系統(tǒng)、電視網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、冰箱、太陽能、熱水器、廚房設(shè)備、暖氣/空調(diào)等系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。

未來十年內(nèi)，大多數(shù)家庭都將擁有一個中央管理中心，數(shù)字孿生技術(shù)將成為其中的重要組成部分，也將成為對未來家庭需求管理至關(guān)重要的智能系統(tǒng)。

2.工業(yè)設(shè)備監(jiān)控

未來工廠中每個設(shè)備都擁有一個數(shù)字復(fù)制體。通過它，我們可以精確地了解這些實體設(shè)備的運行方式。

通過數(shù)字模型與實體設(shè)備的無縫匹配，可以實時獲取設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)故障預(yù)判和及時維修。

3.遠程操控

監(jiān)控只是數(shù)字孿生技術(shù)的初級應(yīng)用，控制才是最終級的應(yīng)用場景。通過數(shù)字模型，我們將可以實現(xiàn)設(shè)備的遠程操控。

在未來，遠程輔助、遠程操作、遠程緊急命令都將成為日常管理的常用匯詞。

4.智慧城市管理

未來，無人機群將為城市提供基于圖像掃描的城市數(shù)字模型，街道、社區(qū)、娛樂、商業(yè)等各功能模塊都將擁有數(shù)字模型。

隨著城市數(shù)字模型的擴充與發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)將覆蓋城市的每條電力線、變電站、污水系統(tǒng)、供水和排水系統(tǒng)、城市應(yīng)急系統(tǒng)、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，高速公路，交通控制系統(tǒng)等所有看見或看不見的地方，而城市管理將更加輕松可控。

5.推動現(xiàn)實世界探索

互聯(lián)網(wǎng)時代，搜索技術(shù)讓我們得以更輕松地發(fā)現(xiàn)、了解和認知事物。在未來，無人機、自動駕駛汽車、傳感器將取代當前網(wǎng)絡(luò)爬蟲的工作。搜索技術(shù)將變得更加復(fù)雜，我們將能夠搜索氣味、味道、振動、紋理、比重、反射、氣壓等物理世界的屬性。

隨著時間的推移，新的搜索引擎將能夠在數(shù)字世界和現(xiàn)實世界中找到幾乎所有的東西。

6.健康監(jiān)測與管理

未來，我們每個人都將擁有自己的數(shù)字孿生體。

通過各種新型醫(yī)療檢測和掃描儀器以及可穿戴設(shè)備，我們可以完美地復(fù)制出一個數(shù)字化身體，并可以追蹤這個數(shù)字化身體每一部分的運動與變化，從而更好地進行健康監(jiān)測和管理。

7.大腦活動的監(jiān)控與管理

人腦是大自然中最復(fù)雜的產(chǎn)品之一，很多國家的科研人員正在試圖用數(shù)字化技術(shù)找出人類大腦的思考方式。

例如，美國惠普公司正在與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院合作開展Blue Brain項目，旨在建立哺乳動物大腦的數(shù)字模型，以期發(fā)現(xiàn)大腦的工作原理，利用大量的計算方法來模擬大腦的運動、感知和管理等功能，從而協(xié)助腦部疾病的診斷與治療。

結(jié)論：數(shù)字孿生與我們的自動化工業(yè)未來

Gartner預(yù)測，到 2022 年，超過三分之二已經(jīng)實施 IoT 的公司將至少部署一個數(shù)字孿生。

如今，數(shù)字孿生解決方案通常由公司投資的物理設(shè)備制造商協(xié)調(diào)交付，甚至由實際設(shè)備制造商提供。但是，盡管這種模式在今天有意義，但公司將越來越多地希望將數(shù)字孿生一個接一個的集成以適應(yīng)日益擴展的制造環(huán)境中的每一個"東西"。

正是通過邊緣分析解決方案，特別是物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算框架，工業(yè)制造商就能實現(xiàn)他們理想的數(shù)字孿生集成。