一、数字孪生的定义依据国内定义,数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中实现映射,从而反映绝对应的实体配备的全生命周期过程。
简略来说,就是针对事实世界中的实体对象,在数字化世界中构建完全一致的对应模型,通过数字化的伎俩对实体对象进行动静仿真、监测、剖析和管制。
数字孪生是源自工业界的概念,随着 5G 通信、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的倒退和广泛应用,数字孪生在实践层面和利用层面均获得了疾速倒退,逐步延长到智慧城市、智慧园区、智慧交通等应用领域。被认为是一种实现数字世界与物理世界交互交融的无效伎俩。
二、数字孪生的要害特色
基于十余年在数字孪生畛域的技术和我的项目施行教训积攒,咱们大抵将数字孪生的要害特色总结为一下三点:
1. 多源异构数据交融
2. 数据驱动精准映射
3. 智能剖析辅助决策
第一个特色是 多源异构数据交融,数据是数字孪生最外围的因素。它源于物理实体、运行零碎、传感器等,涵盖仿真模型、环境数据、物理对象设计数据、保护数据、运行数据等,贯通物理对象运行过程的始终。数字孪生体作为数据存储平台,采集各类原始数据后将数据进行交融解决,驱动仿真模型各局部的动静运行,无效反映各业务流程。所以,数据是数字孪生利用的“血液”,没有多元交融数据,数字孪生利用就失去了动力源。
第二个特色是 数据驱动精准映射。数字孪生的主体是面向物理实体与行为逻辑建设的数据驱动模型,孪生数据是数据驱动的根底,能够实现物理实体对象和数字世界模型对象之间的映射,包含模型、行为逻辑、业务流程以及参数调整所致的状态变动等,实现在数字世界对物理实体的状态和行为进行全面出现、精准表白和动静监测。
第三个特色是 数智能剖析辅助决策,字孪生的理论利用价值,是赋能业务高效科学决策。数字孪生的映射关系是双向的,一方面,基于丰盛的历史和实时数据和先进的算法模型,能够高效地在数字世界对物理对象的状态和行为进行反映;另一方面,通过在数字世界中的模仿试验和剖析预测,能够对将来发展趋势进行迷信预测、对历史态势进行溯源,实现反馈管制和实时决策能力,从而驱动事实世界的改良和优化。
三、数字孪生的应用领域任何技术的最终落地,都须要从实践转向理论利用,数字孪生也是如此。数字孪生能够为理论业务决策提供根据。通过对物理世界全因素对象精准复现,基于海量数据信息,建设一系列业务决策模型,可能实现对以后状态的评估、对过来产生问题的诊断,以及对将来趋势的预测,为业务决策提供全面、迷信的根据。
在数字经济时代大背景下,数实交融倒退不断深入,随着 IOT、5G、云计算、大数据、AI 等根底技术成熟,数字孪生作为数字技术倒退的高级阶段,目前曾经成为各行业数字化改革的支流模式抉择,广泛应用于智慧城市、智慧园区、公共安全、智能制作、智慧水利、智慧交通等畛域。
(1)数字孪生城市:数字孪生城市,可能在充沛整合城市各畛域信息资源的根底上,将大规模城市各畛域治理因素进行精准复现,并对细分业务畛域数据指标进行多维度可视剖析,实现从全域视角到宏观畛域,对城市运行态势进行全息动静感知。比方,城市管理者能够更加高效便捷地理解到城市各区经济倒退状况、交通早晚流量差别、城市区域人口热力比照等状况。
(2)数字孪生园区数字孪生园区,可能在无效整合园区经营各类信息资源的根底上,基于数字孪生场景,对园区外部环境、修建、产业散布、楼宇内部结构以及具体设施运行状况进行精准复现。对园区综合经营、安防、交通、设施、能效、环境空间等治理业务的要害指标进行综合监测剖析,对园区人、事、物进行对立治理,能够辅助管理者对园区运行态势进行全面感知、综合研判,实现治理精细化、决策科学化和服务高效化。
(3)数字孪生警务综合使用 5G、大数据、云计算、AI、物联网、数字孪生等技术,基于数字孪生底座,贯通各警种业务零碎,实现多维度数据互融互通、警务全因素对象智能治理,聚焦实战利用需要构建多业务专题,为公安指挥核心进行情报监测预警、警情口头处理、警力指挥调度、情报分析研判等实战业务,提供智能高效的“最强大脑”。
(4)数字孪生流域构建实景三维流域,对流域全景、全因素态势进行精细化复现;整合水利各部门现有信息系统的数据资源,联合 CIM 底座与动静仿真推演能力,将信息、技术、设施与水利治理需要有机联合,笼罩流域总览、流域防洪监测、水库监测、水利调度等多个业务畛域,全面赋能用户业务利用,无效晋升水利跨部门决策和资源协调效率。
(5)数字孪生电力基于数字孪生,反对会集基建、运检、调度、生产、营销、安监等各零碎数据,笼罩电网常态运维、重点用电保障、应急指挥调度、电力数据分析等各业务畛域,宏观可对大规模配电线网运行态势进行综合把握,宏观可对各电力设备实时运维状态进行准确监测,为电网生产方式改革和管理模式翻新提供信息化撑持。
(6)数字孪生制作数字孪生能够帮忙制造商模仿生产线,反对设施级数字孪生,可能高度还原设施的外观、材质、纹理等精细显示细节以及简单内部结构,实现高精度、超精密的可视化渲染;并可对设施组态构造、简单动作进行全数据驱动显示,不仅能够看到产品内部的变动,更重要的是能够看到产品外部的每一个零部件的工作状态,对预测问题并进行保护,进步生产效率和品质。
时代的倒退、信息技术的不断进步,赋予了数字孪生新的意义,数字孪生将在越来越多的行业畛域及利用场景施展重要价值。数字冰雹作为数字孪生畛域的领军企业,将充分发挥本身技术、教训劣势,助力数字孪生落地利用,真正帮忙各行业决策者指挥若定、晋升治理效劳。