数字孪生与其他技术的区别

山西新基人工智能研究院有限公司
数字孪生需要依靠包括仿真、实测、数据分析在内的手段对物理实体状态进行感知、诊断和预测,进而优化物理实体,同时进化自身的数字模型。仿真技术作为创建和运行数字孪生的核心技术,是数字孪生实现数据交互与融合的基础。在此基础之上,数字孪生必需依托并集成其他新技术,与传感器共同在线以保证其保真性、实时性与闭环性。

01、数字孪生与仿真(Simulation)的区别

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仿真技术是应用仿真硬件和仿真软件通过仿真实验,借助某些数值计算和问题求解,反映系统行为或过程的模型技术,是将包含了确定性规律和完整机理的模型转化成软件的方式来模拟物理世界的方法,目的是依靠正确的模型和完整的信息、环境数据,反映物理世界的特性和参数。仿真技术仅仅能以离线的方式模拟物理世界,不具备分析优化功能,因此不具备数字孪生的实时性、闭环性等特征。

数字孪生需要依靠包括仿真、实测、数据分析在内的手段对物理实体状态进行感知、诊断和预测,进而优化物理实体,同时进化自身的数字模型。仿真技术作为创建和运行数字孪生的核心技术,是数字孪生实现数据交互与融合的基础。在此基础之上,数字孪生必需依托并集成其他新技术,与传感器共同在线以保证其保真性、实时性与闭环性。

02、数字孪生与信息物理系统(CPS)的区别

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数字孪生与CPS都是利用数字化手段构建系统为现实服务。其中,CPS属于系统实现,而数字孪生侧重于模型的构建等技术实现。CPS是通过集成先进的感知、计算、通信和控制等信息技术和自动控制技术,构建了物理空间与虚拟空间中人、机、物、环境和信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统,实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代和动态优化。

相比于综合了计算、网络、物理环境的多维复杂系统CPS,数字孪生的构建作为建设CPS系统的使能技术基础,是CPS具体的物化体现。数字孪生的应用既有产品、也有产线、工厂和车间,直接对应CPS所面对的产品、装备和系统等对象。数字孪生在创立之初就明确了以数据、模型为主要元素构建的基于模型的系统工程,更适合采用人工智能或大数据等新的计算能力进行数据处理任务。

03、数字孪生与数字主线(Digital Thread)的区别

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数字主线被认为是产品模型在各阶段演化利用的沟通渠道,是依托于产品全生命周期的业务系统,涵盖产品构思、设计、供应链、制造、售后服务等各个环节。在整个产品的生命周期中,通过提供访问、整合以及将不同/分散数据转换为可操作性信息的能力来通知决策制定者。

数字主线也是一个允许可连接数据流的通信框架,并提供一个包含生命周期各阶段功能的集成视图。数字主线有能力为产品数字孪生提供访问、整合和转换能力,其目标是贯通产品生命周期和价值链,实现全面追溯、信息交互和价值链协同。由此可见,产品的数字孪生是对象、模型和数据,而数字主线是方法、通道、链接和接口。

数字主线也是一个允许可连接数据流的通信框架,并提供一个包含生命周期各阶段功能的集成视图。数字主线有能力为产品数字孪生提供访问、整合和转换能力,其目标是贯通产品生命周期和价值链,实现全面追溯、信息交互和价值链协同。由此可见,产品的数字孪生是对象、模型和数据,而数字主线是方法、通道、链接和接口。

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