數(shù)字孿生體
關(guān)注創(chuàng)建者：一葉_4024 創(chuàng)建時(shí)間：2020-06-08
數(shù)字孿生體的視頻教程
通往數(shù)字孿生之路——如何高效、快速搭建數(shù)字孿生的平臺(tái)方案
通往數(shù)字孿生之路——如何高效、快速搭建數(shù)字孿生的平臺(tái)方案 適用人群：主要是面向?qū)?em>數(shù)字孿生、智能制造等前沿技術(shù)領(lǐng)域感興趣的各行業(yè)設(shè)計(jì)、仿真工程師。 通往數(shù)字孿生之路——如何高效、快速搭建數(shù)字孿生的平臺(tái)方案【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2020-04-14 19:30 數(shù)字孿生（Digital Twin）是當(dāng)前很熱門(mén)的概念，普遍被認(rèn)為是智能制造以及工業(yè)4.0的核心技術(shù)。
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系列網(wǎng)絡(luò)研討會(huì):產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)的數(shù)字孿生
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)的數(shù)字孿生
當(dāng)數(shù)字孿生與仿真、高性能計(jì)算（HPC）和人工智能（AI）功能融合部署時(shí)，通過(guò)預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為、使用運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)以及在所有產(chǎn)品生命周期階段為決策提供信息，數(shù)字孿生可提供前所未有的價(jià)值，確保技術(shù)投資獲得巨大回報(bào)。 什么是數(shù)字孿生？ 我們將數(shù)字孿生定義為資產(chǎn)的虛擬表示，通過(guò)仿真、HPC 和 AI 的融合來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)果。
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數(shù)字孿生體的實(shí)例教程
致力于數(shù)字孿生體技術(shù)的研究與發(fā)展
通過(guò)解決方案和工程化應(yīng)用造福人類(lèi)
數(shù)字孿生體是現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺?shí)體對(duì)象的數(shù)字模型，通過(guò)實(shí)測(cè)、仿真和數(shù)據(jù)分析來(lái)實(shí)時(shí)感知、診斷、預(yù)測(cè)物理實(shí)體對(duì)象的狀態(tài)，通過(guò)優(yōu)化和指令來(lái)調(diào)控物理實(shí)體對(duì)象的行為，通過(guò)相關(guān)數(shù)字模型間的相互學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)化自身，同時(shí)改進(jìn)利益相關(guān)方在物理實(shí)體對(duì)象生命周期內(nèi)的決策。
通過(guò)數(shù)字孿生體模型，可以實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，分析系統(tǒng)在非常規(guī)條件下的各種性能，如惡劣工作環(huán)境、存在加工誤差、沖擊載荷工況等。利用數(shù)字孿生體模型進(jìn)行虛擬化測(cè)試，縮短了測(cè)試和分析的時(shí)間，降低了測(cè)試和分析的成本，并可以根據(jù)虛擬化測(cè)試結(jié)果優(yōu)化試驗(yàn)參數(shù)。因此建立機(jī)械產(chǎn)品關(guān)鍵零部件（如連桿）的數(shù)字孿生體模型，就具有十分重要的意義。
圖1為實(shí)現(xiàn)連桿數(shù)字孿生體模型的技術(shù)路線，主要分為載荷識(shí)別、模型降階和數(shù)字孿生體模型部署三部分。本文主要介紹了利用ANSYS Twin Builder和ANSYS Deployer軟件建立連桿數(shù)字孿生體模型并部署。在ANSYS Twin Builder中，集成了連桿載荷識(shí)別ROM和應(yīng)力/變形場(chǎng)的Static ROM兩個(gè)降階模型，運(yùn)行調(diào)試后編譯生成twin模型，并輸出twin文件。在ANSYS Deployer中，建立連桿數(shù)字孿生體模型并編譯輸出的twin文件和輸入應(yīng)變csv文件，生成用于實(shí)時(shí)計(jì)算的可執(zhí)行SDK文件夾。
展開(kāi) ，最后形成員工的綜合性特征，建立員工的數(shù)理化模型，在數(shù)字孿生體設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，又逐步衍生泛化出崗位A數(shù)字孿生體、崗位B數(shù)字孿生體、……，有可能進(jìn)一步泛化到人員A數(shù)字孿生體、人員B數(shù)字孿生體、……，并在制造過(guò)程數(shù)字孿生體中進(jìn)行實(shí)例化的應(yīng)用，如下圖所示：
圖 4 數(shù)字孿生體的抽象與泛化
對(duì)于一個(gè)企業(yè)的制造過(guò)程數(shù)字孿生體來(lái)講，人員數(shù)字孿生體如此，工具、材料、設(shè)備、產(chǎn)品、流程無(wú)不如此，在制造過(guò)程數(shù)字孿生體中，總是存在若干個(gè)代表不同真實(shí)物理實(shí)體，經(jīng)過(guò)賦予個(gè)性化特征，又源于同一機(jī)理模型和父類(lèi)數(shù)字孿生體的數(shù)字孿生體。
整個(gè)制造過(guò)程的數(shù)字孿生體構(gòu)成一個(gè)龐大的數(shù)字孿生體群，加之代表在各子數(shù)字孿生體形成系統(tǒng)過(guò)程所涌現(xiàn)的新特征的數(shù)字孿生體，形成完整的制造過(guò)程的數(shù)字孿生體。對(duì)于上級(jí)的數(shù)字孿生體，可以認(rèn)為下層的數(shù)字孿生體對(duì)上層的提供一種服務(wù)，即數(shù)字孿生體即服務(wù)（DT as a Service）。
3.數(shù)字孿生體系統(tǒng)的組織構(gòu)型
對(duì)于像制造過(guò)程數(shù)字孿生體這樣的復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)字孿生體來(lái)講，其中各組成部分的子數(shù)據(jù)孿生體，既要與真實(shí)物理實(shí)體相對(duì)應(yīng)，形成數(shù)字孿生對(duì)，又與其它數(shù)字孿生體相互作用，形成一個(gè)群落，借用美國(guó)國(guó)防部建模與仿真辦公室的仿真系統(tǒng)名詞，可以叫“聯(lián)邦”，如下圖所示。
展開(kāi) 于是，團(tuán)標(biāo)為數(shù)字資產(chǎn)這個(gè)概念給出了新定義：數(shù)字資產(chǎn)是以數(shù)字實(shí)體形式存在的認(rèn)知資產(chǎn)；進(jìn)而為數(shù)字資產(chǎn)在數(shù)字孿生體概念體系中找到了自己的位置（圖4）。
圖4 數(shù)字孿生體概念體系更新版
與上個(gè)月《數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展年度回顧》中的版本相比，圖4增加了數(shù)字孿生體和數(shù)字資產(chǎn)的多重繼承關(guān)系，并修正了幾處錯(cuò)誤。
將數(shù)字孿生體認(rèn)定為數(shù)字資產(chǎn)（既是數(shù)字實(shí)體，又是認(rèn)知資產(chǎn)），以及將DIKW（數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和智慧）體系抽象為認(rèn)知資產(chǎn)，可見(jiàn)的好處有如下幾條：
通過(guò)理清認(rèn)知資產(chǎn)、無(wú)形資產(chǎn)和數(shù)字資產(chǎn)之間的關(guān)系，豐富了資產(chǎn)管理分類(lèi)體系。
DIKW的認(rèn)知資產(chǎn)體系為數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和分析提供了新的視角。
借鑒數(shù)字資產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)展，為建立數(shù)字孿生體管理和治理體系提供支撐。例如，區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字孿生系統(tǒng)安保子系統(tǒng)的應(yīng)用。
擺脫英文語(yǔ)義關(guān)系束縛，引入業(yè)務(wù)和架構(gòu)因素，為數(shù)字孿生體建立真正意義上的概念體系本體模型。
將數(shù)字孿生體的管理納入系統(tǒng)工程框架（圖5），將系統(tǒng)工程/MBSE是數(shù)字孿生體、數(shù)字孿生系統(tǒng)和數(shù)字線程的頂層框架技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)這句話落到實(shí)處。
圖5 安世亞太精益研發(fā)三維系統(tǒng)工程模型
正如團(tuán)標(biāo)中給出的按時(shí)間、空間和目的-手段關(guān)系構(gòu)建的三維分類(lèi)框架（圖6）是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的分類(lèi)框架，在圖5基礎(chǔ)上抽象出來(lái)的系統(tǒng)工程三維參考框架則是人類(lèi)改造世界的行動(dòng)框架。這兩個(gè)框架將繼續(xù)在數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)化工作中發(fā)揮重要作用。
展開(kāi) 當(dāng)前業(yè)界對(duì)數(shù)字孿生體起源的普遍認(rèn)定是2003年Michael Grieves博士所提，但似乎沉寂多年，直到2018年才爆發(fā)。是什么導(dǎo)致了數(shù)字孿生體的突然爆發(fā)？
5.4億年前，長(zhǎng)達(dá)30億年的時(shí)間，地球上的生命基本處于單細(xì)胞狀態(tài)（水生細(xì)菌和藻類(lèi)）。距今5.4年前后的寒武紀(jì)，地球上的生命形態(tài)突然爆發(fā)，類(lèi)水母的多細(xì)胞生物的出現(xiàn)，表征著生物進(jìn)化瓶頸的突破。是什么導(dǎo)致地球生物的大爆發(fā)？
對(duì)這兩個(gè)相似的爆發(fā)之謎的研究過(guò)程令人著迷，這兩個(gè)謎題的答案也讓人欣喜，同時(shí)我得到一個(gè)新奇的結(jié)論——數(shù)字孿生體是個(gè)具有社會(huì)性的生命體。正是因?yàn)?em>數(shù)字孿生體的這一特性，使得他在進(jìn)化歷程上與生物具有巨大相似性。
數(shù)字孿生體的定義、體系框架、核心技術(shù)等特征表明：數(shù)字孿生體是個(gè)具有社會(huì)性的生命體，其產(chǎn)生、進(jìn)化和社會(huì)性，都符合生物進(jìn)化和社會(huì)發(fā)展規(guī)律。這意味著數(shù)字孿生體不僅有軀體、神經(jīng)系統(tǒng)，還有大腦、基因、五官等生命體所應(yīng)有的器官。不過(guò)，理解這一切還要從理解什么是數(shù)字孿生體說(shuō)起。
數(shù)字孿生體系框架
在《數(shù)字孿生體技術(shù)白皮書(shū)（2019）》中，我們給出了數(shù)字孿生體的定義：數(shù)字孿生體是現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺?shí)體對(duì)象的數(shù)字模型，通過(guò)實(shí)測(cè)、仿真和數(shù)據(jù)分析來(lái)實(shí)時(shí)感知、診斷、預(yù)測(cè)物理實(shí)體對(duì)象的狀態(tài)，通過(guò)性能和狀態(tài)優(yōu)化和指令發(fā)送來(lái)調(diào)控物理實(shí)體對(duì)象的行為，通過(guò)相關(guān)數(shù)字模型間的相互學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)化自身，同時(shí)改進(jìn)利益相關(guān)方在物理實(shí)體對(duì)象生命周期內(nèi)的決策。
這個(gè)定義既承接了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)參考架構(gòu)，也是我們?cè)O(shè)計(jì)理論架構(gòu)的基礎(chǔ)。下圖是我們提出的理論架構(gòu)，本架構(gòu)可以指導(dǎo)數(shù)字孿生體的建設(shè)與實(shí)施。
可見(jiàn)，數(shù)字孿生體系架構(gòu)包含以下要素：數(shù)字建模、測(cè)量與控制、模擬仿真、數(shù)據(jù)分析、數(shù)字資產(chǎn)和人機(jī)交互。
展開(kāi) 數(shù)字孿生生命體簡(jiǎn)史 ￥500
現(xiàn)在，腦機(jī)技術(shù)正在快速發(fā)展，也許在未來(lái)，人類(lèi)可以像黑客帝國(guó)那樣，意識(shí)或思維通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入到數(shù)字孿生體世界，自己的孿生體和數(shù)字孿生世界的人和物品打交道。
此時(shí)，我們可能已經(jīng)意識(shí)到，數(shù)字孿生體就像個(gè)生命體，擁有軀體、神經(jīng)、左腦、右腦和五官。的確如此，相比起物理世界，數(shù)字孿生體更具有生命力。相比物理世界的機(jī)械特征，數(shù)字孿生體更像個(gè)生命體，而且可以不停升級(jí)進(jìn)化。
另外，數(shù)字孿生體還具有社會(huì)性。物理世界是普遍聯(lián)系的，數(shù)字孿生體的世界也必然是普遍聯(lián)系的。人與人之間的相互聯(lián)系構(gòu)成人類(lèi)社會(huì)，數(shù)字孿生體之間的相互聯(lián)系構(gòu)成數(shù)字社會(huì)。人類(lèi)可相互交流和相互學(xué)習(xí)，數(shù)字孿生體之間也可以相互共享智慧。人類(lèi)的先哲傳遞下來(lái)知識(shí)和智慧，數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)和智慧也可以傳遞到下一代。的確，通過(guò)數(shù)字線程和云計(jì)算技術(shù)，讓數(shù)字孿生體擁有社會(huì)性。
可以想象，無(wú)論是創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品、一套生產(chǎn)體系，還是一座城市的數(shù)字孿生體，都將使其聚合各類(lèi)數(shù)字化和智能化技術(shù)和模式的優(yōu)點(diǎn)，具有強(qiáng)大的生命力、聰明、智能的生命體。
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數(shù)字孿生體的最新內(nèi)容
在汽車(chē)智能化與數(shù)字孿生加速融合的時(shí)代，仿真速度已成為推動(dòng)軟件定義汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。Virtualizer NativeExecution（VNE）通過(guò)將虛擬化與系統(tǒng)級(jí)建模深度結(jié)合，使ARM64軟件幾乎以原生速度運(yùn)行，大幅提升SoC虛擬原型的整體仿真效率。
4月17日，新思科技芯課程eDT系列主題第2講將推出「突破仿真性能極限： VNE賦能汽車(chē)數(shù)字孿生與軟件創(chuàng)新加速」，將帶來(lái)VNE技術(shù)的深度解析，
<p class="ql-align-justify"><strong>今日14:00，</strong>新思科技<strong>「突破仿真性能極限：VNE賦能汽車(chē)數(shù)字孿生與軟件創(chuàng)新加速」</strong>正式開(kāi)講！感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/1b94e5ee8b774363a1773fd554253d82
電子數(shù)字孿生（eDT）技術(shù)對(duì)于開(kāi)發(fā)復(fù)雜的、人工智能驅(qū)動(dòng)的軟件定義產(chǎn)品至關(guān)重要。4月，新思科技芯課程將推出系列eDT主題，共4講，該系列內(nèi)容將探究新思科技電子數(shù)字孿生平臺(tái)如何將數(shù)字孿生技術(shù)提升到一個(gè)全新的水平，變革開(kāi)發(fā)者及合作伙伴在物理硬件就緒之前協(xié)作和創(chuàng)新的方式；在DEMO部分還會(huì)介紹汽車(chē)行業(yè)使用電子數(shù)字孿生平臺(tái)進(jìn)行多ECU聯(lián)合仿真的案例，直觀的展示平臺(tái)的交互方式，運(yùn)行環(huán)境和操作流程。歡迎了解并預(yù)約更多系列課程
系統(tǒng)驗(yàn)證：快速提供數(shù)字孿生體，集成到持續(xù)集成/測(cè)試工作流中，減少驗(yàn)證工作量，同時(shí)提高軟件質(zhì)量。
簡(jiǎn)化 eDT Labs 的創(chuàng)建、部署與管理
eDT 平臺(tái)涵蓋了新思科技及合作伙伴的豐富技術(shù)能力來(lái)打造 eDT Labs，包括：
新思科技領(lǐng)先的虛擬化和 AI 技術(shù)，以及先進(jìn)的調(diào)試、測(cè)試工具、生態(tài)系統(tǒng)集成與藍(lán)圖，實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建和驗(yàn)證電子數(shù)字孿生（eDT）。
三、電力設(shè)備數(shù)字孿生場(chǎng)景的應(yīng)用實(shí)踐
在電力裝備的智能運(yùn)維領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)對(duì)換流變壓器套管運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)洞察，某項(xiàng)目引入Smart-ROM，構(gòu)建了基于仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字孿生體。通過(guò)采集歷史仿真與工況數(shù)據(jù)，利用AI降階技術(shù)，訓(xùn)練出秒級(jí)響應(yīng)的高精度代理模型。
#1.PyAnsys：各模塊功能與選型指南3個(gè)月前
PyTwin：Ansys Twin Builder生成的數(shù)字孿生體的消費(fèi)層接口。它不用于建模，而是用于加載、執(zhí)行和連接數(shù)字孿生模型到其他系統(tǒng)（如IoT數(shù)據(jù)）。
PySimAI：Ansys SimAI的Python接口。SimAI是一個(gè)基于云原生和AI/ML技術(shù)的仿真平臺(tái)，此接口用于通過(guò)Python與平臺(tái)交互。
PyConceptEV：Ansys ConceptEV的Python接口。
費(fèi)斯托（Festo）公司和 CADENAS 公司擴(kuò)大并加強(qiáng)了成功的合作。2025 年 12 月，兩家公司的代表在 Festo 的總部 Esslingen am Neckar 舉行了會(huì)議。兩家公司希望共同展望未來(lái)，并以務(wù)實(shí)的方式進(jìn)一步發(fā)展Digital Twin。
加強(qiáng)和擴(kuò)大合作關(guān)系
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在相互信任和尊重的討論中，Heiko Landsberg
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中國(guó)正在大力投資機(jī)器人技術(shù)和人工智能，以推動(dòng)其制造業(yè)的發(fā)展。歐洲制造商必須立即行動(dòng)起來(lái)，讓數(shù)字孿生(Digital Twins)成為競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
中國(guó)多年來(lái)持續(xù)大力投資高科技產(chǎn)業(yè)，正以迅猛勢(shì)頭進(jìn)一步擴(kuò)大其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。已宣布設(shè)立的面向機(jī)器人、人工智能及尖端創(chuàng)新領(lǐng)域的國(guó)家基金，如今或?qū)⑦M(jìn)一步加快這一發(fā)展步伐。歐洲正面臨緊迫壓力：一旦錯(cuò)失追趕良機(jī)，日后將難再扳回局面
