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数字孪生的前世今生?

  • 来源:全影汇
  • 日期:2020-07-31

今天,小偏来和大家分享什么是“数字孪生”(Digital Twin

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首先,咱们来康康关于Michael Grieves

数字孪生故事

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2002Michael 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

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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

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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

被称之为信息镜像模型

 

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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。

 

2011年,MichaelGrievesJohn Vickers写的一份白皮书中

引入了术语数字孪生

..........

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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。

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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”

 

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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”

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“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。

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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。


                                                                                                  image021.jpg 

 

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。

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生产流程数字孪生概念模型


可如今,回想起十多年前

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。

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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。


制造业

产品设计的在使用数字孪生,

产品生命周期管理(PLM的在使用数字孪生,

制造过程管理的在使用数字孪生,

产品售后服务的在使用数字孪生,

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……

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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。


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