今天,小偏来和大家分享什么是“数字孪生”(Digital Twin)
首先,咱们来康康关于Michael Grieves的
数字孪生故事
2002年Michael Grieves
在密歇根大学为PLM(产品生命周期管理)中心成立
而向工业界发表演讲而制作的幻灯片中
Michael Grieves博士
首次提出了PLM概念模型
模型中出现了现实空间、虚拟空间(VR),从现实空间到虚拟空间的数据流
从虚拟空间到现实空间的信息流以及虚拟子空间的表述
见下图:
按Michael Grieves自己后来的说法,这已经具备了数字孪生的所有要素
该模型在随后的PLM课程中,被称之为镜像空间模型。
而在其2006年发表的著作——Product Lifecycle Management:
Driving the Next Generation of Lean Thinking中
被称之为信息镜像模型。
2011年,Michael Grieves在其发表的著作——Virtually Perfect:
Driving Innovative and Lean Products through Product LifecycleManagement中,PLM概念模型仍然被称之为信息镜像模型。
无论是在2006年,还是在2011年,Michael Grieves提出的信息镜像模型
目的是用来解释PLM如何发挥作用或运行机理的手段之一
阐述相关内容的篇幅少得可怜,而且没有给出任何具体的实现技术。
在2011年,MichaelGrieves和John Vickers写的一份白皮书中
引入了术语“数字孪生”。
..........
En.....,我们已经大概知道它的起源,接下来我们看看它滴解释~
官方是这样定义滴:
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,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
来,小编来告诉你!
简单来说,数字孪生就是在一个设备或系统的基础上创造一个
数字版的“克隆体”。
这个“克隆体”也被称为“数字孪生体”。
它被创建在信息化平台上,是虚拟的。
数字孪生体最大的特点在于:它是对实体对象(本体)的动态仿真
也就是说,数字孪生体是会“动”的
它“动”的依据来自本体的物理设计模型,还有本体上面传感器反馈的数据
以及本体运行的历史数据。
如果需要做系统设计改动,或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应,
工程师们可以在孪生体上进行“实验”。
这样一来,既避免了对本体的影响,也可以提高效率、节约成本。
除了“会动”之外,理解数字孪生还需要记住三个关键词,分别是“全生命周期”、“实时/准实时”、“双向”。
数字孪生是源自工业界的概念。在工业制造领域,
有一个词叫做“产品生命周期管理(PLM)”。
全生命周期,是指数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、制造、服务、维护乃至报废回收的整个周期。
它并不仅限于帮助企业把产品更好地造出来,
还包括帮助用户更好地使用产品。
而实时/准实时,是指本体和孪生体之间,可以建立全面的实时或准实时联系。两者并不是完全独立的,映射关系也具备一定的实时性。
双向,是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。
并不是只能本体向孪生体输出数据,孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息,对本体采取进一步的行动和干预。
生产流程数字孪生概念模型
可如今,回想起十多年前
当Michael Grieves教授提出了物理产品的虚拟数字化映射的思想
也就是当下火热的“数字孪生”(Digital Twin)概念的起源时候,并没有得到行业内的积极响应。
但Michael Grieves却没有想到,
在十余年后,数字孪生得到了各行各业各方人士的热情追捧。
在制造业,
做产品设计的在使用数字孪生,
做产品生命周期管理(PLM)的在使用数字孪生,
做制造过程管理的在使用数字孪生,
做产品售后服务的在使用数字孪生,
做设备故障诊断的在使用数字孪生,
甚至搞自动化、工业控制、机器人的也在使用数字孪生……
更让人称奇的是,数字孪生这一概念,迅速走出制造业,
应用到了智慧城市、智慧交通、智慧农业、智慧医疗、智能家居等行业。
简而言之,数字孪生无处不在,
数字孪生似乎已成为各行各业实现数字化的灵丹妙药。