什么是数字孪生？

数字孪生是物理对象、流程或服务的数字表示。数字孪生可以是物理世界中对象的数字副本，例如喷气发动机或风力发电场，甚至是更大的项目，例如建筑物甚至整个城市。

除了实物资产外，数字孪生技术还可用于复制流程，以便收集数据以预测其性能。

从本质上讲，数字孪生是一种计算机程序，它使用真实世界的数据来创建可以预测产品或过程将如何执行的模拟。这些程序可以集成物联网（工业4.0），人工智能和软件分析，以提高输出。

随着机器学习和大数据等因素的进步，这些虚拟模型已成为现代工程中推动创新和提高性能的主要内容。

简而言之，创建一个可以增强战略技术趋势，防止物理对象中代价高昂的故障，还可以通过使用先进的分析，监控和预测功能，测试流程和服务。

数字孪生技术如何工作？

数字孪生体的生命周期始于应用数学或数据科学专家研究物理对象或系统的物理和操作数据，以开发模拟原始的数学模型。

创建数字孪生的开发人员确保虚拟计算机模型可以从从从真实世界版本收集数据的传感器接收反馈。这使数字版本能够实时模拟和模拟原始版本正在发生的事情，从而创造机会来收集有关性能和任何潜在问题的见解。

数字孪生可以像您需要的那样复杂或简单，具有不同的数据量决定了模型模拟真实世界物理版本的精确程度。

双胞胎可以与原型一起使用，以在产品开发时提供有关产品的反馈，甚至可以单独充当原型，以模拟构建时物理版本可能发生的事情。

数字孪生解决了哪些挑战性问题？

由于它可用于从汽车到医疗保健和发电等众多行业，因此它已被用于解决大量挑战。这些挑战包括海上风力涡轮机的疲劳测试和耐腐蚀性，以及赛车效率的提高。其他应用包括医院建模以确定工作流程和人员配备以找到程序改进。

数字孪生体允许用户研究产品生命周期延长、制造和流程改进以及产品开发和原型测试的解决方案。在这种情况下，数字孪生体实际上可以表示问题，因此可以在程序中而不是在现实世界中设计和测试解决方案。

谁发明了数字孪生？

数字孪生体的概念最早是由David Gelernter在1991年出版的《Mirror Worlds》一书中提出的，佛罗里达理工学院的Michael Grieves继续将这一概念应用于制造业。

到2002年，格里夫斯搬到了密歇根大学，当时他在密歇根州特洛伊的制造工程师协会会议上正式介绍了数字孪生概念。

然而，美国宇航局首先接受了数字孪生概念，在2010年的路线图报告中，美国宇航局的约翰·维克斯（John Vickers）给这个概念起了个名字。这个想法被用来创建太空舱和飞行器的数字模拟，以便进行测试。

数字孪生概念在2017年进一步传播，当时Gartner将其列为十大战略技术趋势之一。从那时起，这个概念就被用于越来越多的工业应用和工艺中。

何时使用数字孪生

​数字孪生可以分为三大类型，它们显示了可以使用该过程的不同时间：

• 数字孪生原型 （DTP） - 这是在创建物理产品之前进行的

• 数字孪生实例 （DTI） – 这是在产品制造后完成的，以便在不同的使用场景上运行测试

• 数字孪生聚合 （DTA） – 收集 DTI 信息以确定产品的功能、运行预测和测试操作参数

这些总体类型可以提供多种用途，包括物流规划，产品开发和重新设计，质量控制/管理和系统规划。

每当需要测试产品或过程时，无论是在设计、实施、监控还是改进方面，数字孪生体都可用于节省时间和金钱。

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