数字孪生如同一个“执行者”,从设计、模型和数据入手,感知并优化物理实体,同时推动传感器、设计软件、物联网、新技术的更新迭代。
数字孪生的实现需要“表里如一”,这里的“一”是指物理世界,表征孪生为基础,机理孪生为目标。没有表征孪生,一切无从谈起,其实现需要传感、建模的支撑。没有机理孪生,数字孪生就是花瓶,中看不中用,其实现需要大数据、人工智能的支撑。
本文所分析和阐述的数字孪生体的多态概念和技术方法,主要是基于个人对数字孪生系统(体)的理解和应用提出了仅属于作者个人的观点,主要目的也是引起数字孪生系统(体)的设计开发人员的关注,以防止出现在项目后期发生遗漏和缺憾,从而限制了数字孪生系统(体)的应用和能力的发挥。
当前,业界对快速发展的CIM有两方面误解。一方面是过度关注多源数据采集和实景映射,认为数字空间一草一木都要有其对应的数字孪生体,但CIM更应该关注重点场景和重点事件的孪生;另一方面是过度关注渲染技术,认为虚实融合交互、渲染效果逼真是发展重点,但CIM的可视化展现与实景渲染是必要项,而非核心。
若以数字孪生比作人类大脑,就像我们在现实世界中凭直觉用大脑的能力去记忆、记录、分析、处理和预测一样,数字孪生也可以通过分析收集到的数据在数字世界中做同样的事情。
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。