数字孪生市场(用于描述物理建筑物的虚拟副本,将设施的3D模型与显示可视化和分析所需的动态数据相结合的短语)正以超高速增长。
数字孪生(Digital Twin)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。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
基于数字孪生的智能工厂与计算机集成制造系统(CIMS)都是面向制造业的信息集成,除了集成CAD、CAM、CAT和CAPP等信息系统,还明确提出了逻辑层次结构,并整合了敏捷制造、并行工程以及虚拟制造等方法论的理论概念。
在一个完备的数字孪生系统中,对运行环境和数字孪生组成部件自身状态的感知是基础,也是数字孪生系统中的重要环节。感知系统的实现主要依赖不同类型的传感器及其融合技术。
数字孪生是虚实之间双向映射、动态交互和实时的联系。大家知道数字孪生如果用到城市里,就是通过对物理城市的人、物、事等等进行数字化,水、电、气的流,让数字化制造一个与之对应的虚拟的城市,物理维度上的实体城市以及信息维度上数字城市同生共存、虚实交融。
数字孪生最初源于PLM,是从数字化产品定义(digital product definition,DPD)和数字样机(digital mock-up,DMU)发展而来的[7]。DMU在实际应用中主要停留在产品设计阶段和基于理想模型的仿真,在产品制造和运维中,由于虚拟模型与物理模型脱钩,DMU发挥的实际作用有限。