元宇宙与数字孪生,让虚拟赋能现实

2021-11-25 15:46:06
腾讯云产业基地
数字孪生
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数字园区可视化系统基于数字孪生的三维技术,将人工智能、物联网、大数据分析等新一代信息技术进行整合,通过可视化的管理方式,实时、动态、直观地对园区进行全方位管理。

“元宇宙”无疑成为2021年科技领域最火爆的概念之一,其必备要素中的“沉浸感”,在当前技术背景下,需要依托于一个终端设备作为连接接口来实现,VR头显的功能和特点与这一需求完美贴合。元宇宙连接了虚拟与现实,是一个能将所有人关联起来的3D虚拟世界,用户在元宇宙中拥有自己的虚拟身份和数字资产,可以在虚拟世界里尽情互动,甚至创造自己所向往的世界。元宇宙是一个包罗万象、极为宏大且无限逼近真实的虚拟世界。除了资本助力外,更需要区块链、芯片、云计算、海量存储、低延迟网络、VR、AI等技术的飞跃来支持。而“工业版元宇宙”的必经之路,正是数字孪生。

很多人以为做数字孪生就是做可视化,这个理解非常局限。目前,泛行业在数字孪生上的应用越来越普及,例如离散制造行业,通过动态数据实时驱动,在数字孪生全要素场景下,能够覆盖从实现产品原材料到成品出库的全周期作业仿真;在5G环境感知工业设备态势,还能实现人、车、物、法、环的数字孪生全模拟...是数字化转型不可或缺的一步。

数字孪生的概念

数字孪生(Digital Twin)概念最早由Michael Grieves教授在2002年的一次演讲中提出,他认为通过物理设备的数据,可以在虚拟(信息)空间构建一个可以表征该物理设备的虚拟实体和子系统,并且这种联系不是单向和静态的,而是在整个产品的生命周期中都联系在一起。此后,数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印等领域。

Gartner认为数字孪生概念包括以下四个特点:

1、模型足够健壮,能为具体的业务目标与结果所服务;

2、与现实环境相关联,甚至能实现实时监控与控制;

3、与高级数据分析及AI技术相结合,创造新的业务机会;

4、具备高交互性,能够评估可能会发生的情况。

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Gartner数字孪生示意图

很多企业已将这个概念应用于实践。数字孪生的闭环应用让制造企业能够收集实时产品性能数据并将其应用到虚拟模型中,这一过程可以帮助尽早验证产品和流程设计、测试配置并理解多元因素的影响。例如,美国通用电器公司与ANSYS公司借助数字孪生这一概念,提出物理机械和分析技术融合的实现途径,让每个引擎等机械零部件都拥有一个数字“双胞胎”,并通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟,以便将最优方案应用在物理世界的机器上,从而节省大量维修、调试成本。

概括一下,数字孪生就是通过数字软件对某个物理进程进行模拟,并对其进行观察和数据分析,以优化、改造,或发现问题,进而模拟预测,以选择最佳方案。

这个概念最早产生和应用在工控领域,但后来在数字化领域也有广泛扩展,作为物理世界数字映射的延伸,基本原理是不变的:用数字世界孪生投射物理世界,并对数据进行智能分析,以自动化、智能化、智慧化地管理运行业务,同时对城市和行业治理、规划运行进行优化和改进。

数字孪生的应用

腾云互联大数据可视化交互系统D-Touch,基于数字孪生实时渲染技术,跨系统、业务、格式,实现场景可看、可控、可交互、可预测,集成行业AI、用户行为标签、BI、物联网能力,助力行业互联网+,将用户对业务态势的研判路径缩至最短,从而节省数据管理成本,提高场景管理效率,便于科学决策,呈现最具价值的可视化效果。可广泛应用于数字园区、数字高校、数字旅游、数字工厂、数字城市、数字楼宇等方面。

1、数字孪生在数字园区的应用

数字园区可视化系统基于数字孪生的三维技术,将人工智能、物联网、大数据分析等新一代信息技术进行整合,通过可视化的管理方式,实时、动态、直观地对园区进行全方位管理。

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2、数字孪生在数字高校的应用

以数字孪生为理念,构建校园运营蓝图,跨部门整合学校各类资源信息,为各类数据提供承载平台,实现校园全息可视、综合调度、应急指挥等可视、可管、可控的运营模式。

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3、数字孪生在数字城市的应用

以炫酷视觉效果、全面数据集成、场景化业务展示为支撑,有效提升城市IOC管理人员对城市运营、治安、交通、政务等业务监控管理效率,支撑智慧城市辅助决策。

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4、数字孪生在数字旅游的应用

基于云计算、LBS、安全三大基础能力,整合景区、人流等不同维度零散数据,连接“景区”、“游客”、“景点”三大场景,用数据展现旅游态势,驱动运营决策,推动景区服务与运营管理的数字化转型。

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5、数字孪生在数字工厂的应用

基于数字孪生理念,结合制造现场业务场景,提供统一的工厂运营可视化管理平台,通过GIS、三维可视化技术对工厂的人、机、料、法、环、测等进行三维建模和可视化呈现,构建工厂的数字化运营中心。

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6、数字孪生在数字楼宇的应用

通过接入AI视频、数据分析、智慧联动与数字孪生等技术,对多维数据进行实时整合及直观可视化呈现,有效实现数据联动、功能协调、能源管控及风险预警,促进楼宇智慧管理、高效运营和周到服务。

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随着3D可视化(数字孪生)技术的运用越来越广泛,不仅可运用在产业园区的数字化转型当中,能够协助政府部门/机关事业单位、工厂、企业等数字化转型,更加直观清楚的数据可视化展现、数据可视化管理方法、数据运营管理。

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