數(shù)字孿生的技術架構主要包括五個關鍵部分:物理實體、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與存儲、數(shù)字孿生模型、應用服務與交互4。物理實體:是數(shù)字孿生的對象,可以是設備、生產(chǎn)線、建筑物、城市等任何物理存在的實體或系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與傳輸:通過傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設備等采集物理實體的實時數(shù)據(jù),并通過 5G、Wi-Fi 等網(wǎng)絡技術將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字孿生系統(tǒng)中。這是實現(xiàn)數(shù)字孿生與物理實體實時同步的基礎4。數(shù)據(jù)處理與存儲:對采集到的數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、分析和存儲,為數(shù)字孿生模型提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持。這部分通常基于云計算、邊緣計算和大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)25。數(shù)字孿生模型:是數(shù)字孿生的HX,包括幾何模型、物理模型、行為模型和規(guī)則模型等。這些模型通過數(shù)學建模、仿真模擬等技術構建,能夠準確反映物理實體的特性和行為2。應用服務與交互:基于數(shù)字孿生模型提供各種應用服務,如實時監(jiān)控、預測分析、優(yōu)化決策等,并通過可視化界面、AR/VR 等技術實現(xiàn)用戶與數(shù)字孿生的交互97。數(shù)字孿生與5G、物聯(lián)網(wǎng)結合,將推動農(nóng)業(yè)精細化管理,實現(xiàn)作物生長環(huán)境的數(shù)字化復現(xiàn)與調(diào)控。虹口區(qū)房地產(chǎn)數(shù)字孿生24小時服務
數(shù)智孿生系統(tǒng)通過多學科知識的有機融合,能夠超越單一領域,在復雜系統(tǒng)管理中實現(xiàn)跨域協(xié)同: 在“智慧城市”領域,依托數(shù)智孿生模型對公共設施的實時監(jiān)測與模擬管理,提供準確、高效的城市資源優(yōu)化。此外,在面對突發(fā)災害時,孿生系統(tǒng)還能輔助進行應急推演,優(yōu)化資源分配和決策效率。 其演進能力亦不可忽視:隨著數(shù)據(jù)的持續(xù)積累,數(shù)智孿生的模型可以不斷優(yōu)化,支持未知場景的推理和動態(tài)適應。例如環(huán)境模擬領域中,可以推演氣候變遷對生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響,為決策提供指導依據(jù)。常州工業(yè)數(shù)字孿生大概多少錢數(shù)字孿生技術在風電領域?qū)崿F(xiàn)單機組年維護成本降低約18%。
大數(shù)據(jù)與 AI 是數(shù)字孿生的智能HX。大數(shù)據(jù)技術可以對從物聯(lián)網(wǎng)等渠道采集到的海量數(shù)據(jù)進行存儲、管理和分析,挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。而人工智能算法則可以基于這些數(shù)據(jù)進行學習和預測,如利用機器學習算法實現(xiàn)設備的預測性維護,提前感測設備可能出現(xiàn)的故障,以便及時進行維修和保養(yǎng),減少設備停機時間。3D 建模與仿真技術能夠高精度還原物理世界。它可以通過各種建模軟件和技術,如 CAD 建模、三維掃描等,創(chuàng)建物理實體的三維虛擬模型,并且通過仿真技術模擬物理實體的運行過程和性能表現(xiàn)。例如在建筑設計中,利用 3D 建模與仿真技術可以創(chuàng)建建筑的數(shù)字孿生模型,模擬建筑的采光、通風、能耗等情況,為建筑設計提供優(yōu)化建議。
不僅是JS領域,上述技術路徑也可以廣泛應用在新開發(fā)或正在改進的機器、設備或生產(chǎn)線上,即盡量在數(shù)字空間中,針對有待改進的機器、設備或生產(chǎn)線,做好它們的數(shù)字孿生體,施加并測試各種數(shù)字化的工況條件,隨意變換工作場景,以近乎零成本對這些數(shù)字孿生體進行虛擬測試和反復迭代。比如糖果、寵物護理和食品商瑪氏公司,其制造供應鏈已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)字孿生系統(tǒng),使用Microsoft Azure云平臺和人工智能來處理和分析其制造設施中生產(chǎn)機器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。目前,該公司不但通過數(shù)字孿生增強了其160個制造設施的運營,也正在創(chuàng)建軟件模擬以提高產(chǎn)能和流程控制,包括通過預測性維護延長機器的正常運行時間,并減少與機器包裝不一致產(chǎn)品數(shù)量相關的浪費。歐盟"數(shù)字孿生2030"計劃顯示,統(tǒng)一標準的建立將降低中小企業(yè)應用門檻60%以上.
阿里云作為中國頭部的云計算服務提供商,其在數(shù)字孿生領域的布局側(cè)重于云計算能力與大數(shù)據(jù)分析的整合。阿里云提供的數(shù)字孿生平臺能夠集成物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術,服務于智慧城市、智能制造、智慧園區(qū)等多個領域。例如,通過阿里云的LinkIoTEdge平臺,企業(yè)能實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控、預測性維護及智能決策,形成從數(shù)據(jù)采集到分析決策的閉環(huán)管理。此外,阿里云還與多地ZF合作,利用數(shù)字孿生技術打造智慧城市解決方案,提升城市管理效率和居民生活質(zhì)量。未來數(shù)字孿生將向“輕量化”“平民化”發(fā)展,中小企業(yè)也能低成本應用該技術提升運營效率。常州工業(yè)數(shù)字孿生大概多少錢
水利部試點數(shù)字孿生流域項目,提升防汛調(diào)度決策準確度。虹口區(qū)房地產(chǎn)數(shù)字孿生24小時服務
標準化是推動數(shù)字孿生技術發(fā)展和應用的重要基礎。近年來,國內(nèi)外在數(shù)字孿生標準化方面取得了一系列進展。以下是國內(nèi)外數(shù)字孿生標準化的主要進展:國際標準化進展:ISO 標準:國際標準化組織(ISO)正在積極推動數(shù)字孿生國際標準的制定。ISO/TC 28/SC 41 負責數(shù)字孿生相關標準的制定工作,目前正在制定的標準包括 ISO/DTR 23247-100《自動化系統(tǒng)和集成 數(shù)字孿生框架 第 100 部分:制造》等65。IEC 標準:國際電工委員會(IEC)也在積極推動數(shù)字孿生相關標準的制定。IEC/SC 65A 負責工業(yè)過程測量、控制和自動化領域的數(shù)字孿生標準制定工作,目前正在制定的標準包括 IEC 62714《工業(yè)過程測量、控制和自動化 數(shù)字孿生》系列標準65。ITU 標準:國際電信聯(lián)盟(ITU)也在積極推動數(shù)字孿生相關標準的制定。ITU-T Study Group 20 負責物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生和智能可持續(xù)城市及社區(qū)的標準制定工作,研究周期為 2025-2028 年64。IDTA 標準:工業(yè)數(shù)字孿生協(xié)會(IDTA)是一個致力于推動數(shù)字孿生標準化和互操作性的國際組織。該協(xié)會發(fā)布了一系列數(shù)字孿生標準和指南,如《資產(chǎn)行政外殼(AAS)標準》等,為數(shù)字孿生的標準化和互操作性提供了參考63。虹口區(qū)房地產(chǎn)數(shù)字孿生24小時服務