数字双胞胎是指在计算机虚拟空间中存在的与物理实体完全等价的信息模型,可以根据数字双胞胎对物理实体进行模拟分析和优化.数字双胞胎是技术、过程、方法,数字双胞胎是对象、模型和数据![3]进入21世纪,美国和德国提出了Cyber-PhysicalSystem(CPS),即信息-物理系统,作为先进制造业的核心支持技术。CPS的目标是实现物理世界和信息世界的互动融合!通过大数据分析、人工智能等新一代信息技术在虚拟世界的模拟分析和预测,以优异的结果驱动物理世界的运行!
数字孪生可以结合物联网的数据采集、大数据的处理和人工智能的建模分析,实现对当前状态的评估、对过去发生问题的诊断,以及对未来趋势的预测,并给予分析的结果,模拟各种可能性,提供更面的决策支持.生产线VR数字孪生(DigitalTwin)是指通过数字化模型,在虚拟的沉浸空间中对企业及工厂进行仿真和模拟,并将真实参数传给实际的工厂建设!在日常的运维中二者继续进行信息交互。所有可能影响到装备工作状态的异常,将被明确地进行考察、评估和监控!
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数字双胞胎在MBD的基础上深入发展,企业在实施基于模型的系统工程(MBSE)过程中产生了大量物理数学模型,这些模型为数字双胞胎的发展奠定了基础!2012年NASA对数字双胞胎的概念说明:数字双胞胎充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,整合了多学科、多尺度的模拟过程,作为虚拟空间对实体产品的镜像,反映了对应物理实体产品的全生命周期!的双曲馀弦值!为了方便数字双胞胎的理解,庄存波等提出了数字双胞胎的概念,数字双胞胎认为是采用信息技术对物理实体的构成、特征、功能和性能进行数字定义和建模的过程!
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数字双胞胎的本质是在信息世界映射物理世界的等价,因此数字双胞胎更好地解释了CPS,成为实现CPS的好技术从产品全生命周期管理、工程全生命周期管理、车间管控系统几个方面梳理目前数字孪生的应用场景如下:[2]早,美国国家航空航天局使用数字孪生对空间飞行器进行仿真分析、检测和预测,辅助地面管控人员进行决策![2]MichaelGrieves教授和西门子公司主要使用数字孪生进行产品数据的全生命周期管理!利用数字孪生对产品设计、产品功能、产品性能、加工工艺、维修维护等进行仿真分析。
DigitalTwin从内嵌的综合管理系统(IVHM)集成了传感器数据、历史维护数据,以及通过挖掘而产生的相关派生数据!使用单位可以通过数字孪生系统借助VR沉浸式显示设备,可以实现在逼真的虚拟机加工生产线的环境下进行各种的操作练习,而且有效的避免了由于学生的误操作导致的教学安全事故.数字双胞胎思想是密歇根大学的MichaelGrieves命名为信息镜像模型,进化为数字双胞胎的术语。数字双胞胎又称数字双胞胎和数字映射。