《數字孿生十問 分析與思考》陶飛等

2021-10-16 22:06:42 字數 1938 閱讀 7803

(scopus 類似sci,也是乙個檢索資料庫)

作者提出的十個問題 :① 何為數字孿生 ? ② 誰在關注數字孿生 ? ③ 數字孿生 :中 、美 、德 ,誰更 熱 ? ④ 數字孿生與智慧型製造的關係是什麼 ? ⑤ 數字 孿生能否與新一代資訊科技(new it )融合 ? ⑥ 數字 孿生是否存在科學問題 ? ⑦ 數字孿生何用 ? ⑧ 數字 孿生適用準則是什麼 ? ⑨ 數字孿生是否需要標準 ? ⑩ 數字孿生是否需要商業化工具 /平台 ?

在這一部分主要介紹了有關數字孿生的研究情況,所獲得的比較重要的資訊有有關數字孿生的熱門研究領域和未來的研究方向。比如下面幾個圖。

這張圖說明了有關數字孿生的研究在不斷的增多,並且在中國的研究增長非常迅速。此外,在統計的所有數字孿生文獻中,智慧型製造相關的文獻數量佔50% 以上,說明世界各國在智慧型製造領域的競爭十分激烈,都將數字孿生作為落地智慧型製造的重要技術手段。

等new it 概念,可**數字孿生未來將進一步與new it 深度整合和融合,並促迸相關領域發展。

在這一部分主要討論了有關數字孿生的熱點問題,包括何為數字孿生?誰在關注數字孿生?數字孿生與智慧型製造的關係是什麼等問題。

首先文章回答了何為數字孿生?作者從不同的角度解答了這個問題。具體可見下圖。

作者從五個維度回答了什麼是數字孿生,模型、資料、連線、服務/功能、物理。從模型的角度來講,數字孿生是三維模型,是物理世界的copy,是虛擬樣機,但是數字孿生也有別於傳統的模型,它還強調虛實之間的互動,能實時更新與動態演化,從而實現對物理世界的動態真實對映。

從資料維度來說數字孿生是plm(產品全生命週期管理),或者是digital shadow ,digital thread,這兩個概念就是指用資料把整個產品生命週期串聯起來,資料驅動整個生產過程的運轉。

其他的角度理解就是字面意思,總的來說,當前對數字孿生存在多種不同認識和理解,目前尚未形成統一共識的定義,但是數字孿生的核心要素都是物理實體、虛擬模型、資料、連線、服務。不同階段的數字孿生呈現出不同的特點。

作者也回答了數字孿生與智慧型製造的關係是什麼?總的來說,世界各國都在邁向智慧型製造,包括德國的工業4.0和和中國製造2025計畫,但是邁向智慧型製造的瓶頸是實現資訊世界與物理世界的互聯互通和整合共融。而數字孿生是解決這一瓶頸的有效手段。

這張圖展示的是數字孿生的五維模型和new it 的關係,也就是說數字孿生用到了像物聯網、邊緣計算、ar/vr、大資料、區塊鏈等新一代資訊科技。比如通過物聯網可以採集物理世界的資訊,通過3r(mr mediated reality( 介導現實 ))可以更好的呈現虛擬模型,區塊鏈可以為數字孿生提供安全保障,大資料能夠從數字孿生高速產生的海量資料中提取更多有價值的資訊,以解釋和**現實事件的結果和過程。

綜上所述,數字孿生的實現和落地應用離不開new it 的支援,只有與new it 的深度融合數字孿生才能實現物理實體的真實全面感知、多維多尺度模型的精準構建、全要素/全流程/全業務資料的深度融合、智慧型化/人性化/個性化服務的按需使用以及全面/動態/實時的互動。

這一部分作者討論了數字孿生還沒有一些很好的研究方向?當然有很多可以值得研究的方向,但都是泛泛而談,並沒有深入細節去談,每乙個提出的問題都比較大,比如在虛擬模型維度,如何構建動態多維多時空尺度高保真模型,如何保證和驗證模型與物理實體的一致性/真實性/有效性/可靠性。在孿生資料維度,如何實現海量大資料和異常小資料的變頻採集,如何實現全要素/全業務/全流程多源異構資料的高效傳輸,如何實現資訊物理資料的深度融合與綜合處理?

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