Digital Twins的案例
Digital Twins：帕爾馬如何率先實(shí)現(xiàn)更智能的城市管理
如果一座城市可以通過【Digital Twins】變得更加智能，那么每件產(chǎn)品、每個部件和每個流程也都可以。
“數(shù)字孿生”（Digital Twin）正在成為智能制造新趨勢!
“數(shù)字化孿生”（Digital Twin）是指以數(shù)字化方式拷貝一個物理對象，模擬對象在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為，對產(chǎn)品、制造過程乃至整個工廠進(jìn)行虛擬仿真，從而提高制造企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制造的生產(chǎn)效率。
所有“產(chǎn)品”最早是人類大腦里的一個模糊概念，在沒有數(shù)字化模型幫助的情況下，要打造出一件產(chǎn)品或一套生產(chǎn)流程，必然會經(jīng)歷多次迭代設(shè)計(jì)，有時候僅僅為了驗(yàn)證產(chǎn)品的某一個尺寸，部件之間的裝配關(guān)系，流程的某一環(huán)節(jié)，就不得不制造出很多個中間產(chǎn)品或重新設(shè)計(jì)流程（被稱為打樣），耗費(fèi)大量時間、金錢和人力。采用數(shù)字化模型的設(shè)計(jì)技術(shù)（常指CAD技術(shù)，即數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)），就可在虛擬的三維數(shù)字空間里從無到有地創(chuàng)造出部件和產(chǎn)品以及工藝流程。在虛擬的三維空間里，可以輕松的修改部件和產(chǎn)品的每一處尺寸和裝配關(guān)系，使得產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證工作、裝配可行性的驗(yàn)證工作、流程的可實(shí)行性大為簡單，因此可以大幅度減少迭代過程中的物理樣機(jī)的制造次數(shù)，時間，成本。
除此之外，專門的電路CAD設(shè)計(jì)技術(shù)可以根據(jù)電路以及器件的原理，在三維數(shù)字空間設(shè)計(jì)出電路，并且也可以進(jìn)行虛擬的驗(yàn)證和迭代設(shè)計(jì)。同樣也可以大幅度減少制造物理樣機(jī)的代價。這就是數(shù)字化模型一定會早于物理實(shí)體產(chǎn)品出現(xiàn)的原因。實(shí)際上，在最終的產(chǎn)品制造出來之前，有很多個數(shù)字化模型代表著產(chǎn)品迭代的各個階段。這些模型或者其中的一部分，仍然有可能被以后的型號或者產(chǎn)品線所采用，這也是數(shù)字化模型的一個附加好處。
展開 陶飛教授解讀“數(shù)字孿生”
為了讓更多人了解到Digital Twin 期刊和數(shù)字孿生，我們很榮幸地邀請到Digital Twin 國際期刊首席顧問、北京航空航天大學(xué)陶飛教授，為科研人員深入介紹Digital Twin 期刊的資源與優(yōu)勢，與期刊編輯團(tuán)隊(duì)分享期刊運(yùn)營的寶貴經(jīng)驗(yàn)，并從學(xué)科資深研究者的視角深入解讀數(shù)字孿生的發(fā)展與未來。
數(shù)字孿生體究竟是一種什么東西
一文基礎(chǔ)上，筆者去年在多個場合對Digital Twin對應(yīng)中文術(shù)語命名問題進(jìn)行了闡述，形成了如下初步結(jié)論。
表1 Digital Twin詞形變化導(dǎo)致的概念差異
通過閱讀英文文獻(xiàn)的定性分析，各種英文期刊論文、研究報(bào)告、市場文章中，大約有50%的digital twin是指數(shù)字孿生體（digital twin entity），20%的digital twin是指在前者基礎(chǔ)上的數(shù)字孿生系統(tǒng)（digital twin system），其余30%是由前兩者引發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。所以，不分場合、圖省事地把digital twin翻譯為數(shù)字孿生，是無法作為術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化工作的有效輸入的；而如果把表1中的所有英文詞都譯為數(shù)字孿生，更有語文和英語都沒學(xué)好的嫌疑。
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【回顧】西門子工業(yè)軟件的自我改造
Digital Twins，數(shù)字雙胞胎模型
Digital Twins，西門子將其翻譯為數(shù)字雙胞胎模型。這當(dāng)然不是西門子第一個提出來的概念，現(xiàn)在這一概念已經(jīng)幾乎成為整個工業(yè)軟件領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)。
簡單地說，Digital Twins是鏈接數(shù)字虛擬世界和現(xiàn)實(shí)物理世界的途徑和方法——通過數(shù)字虛擬世界產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息，和來自現(xiàn)實(shí)物理世界采集到的數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的暢通交換和互相影響。
我們能夠體會，工業(yè)軟件希望憑借Digital Twins，在原本傳統(tǒng)信息系統(tǒng)從虛擬到現(xiàn)實(shí)的單項(xiàng)數(shù)據(jù)傳遞基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)對虛擬環(huán)境的驅(qū)動和影響，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的雙向交流。但是由于各個系統(tǒng)提供商著眼的角度各不相同，我們依然能夠看到不同“Digital Twins”定位在不同系統(tǒng)提供商解決方案當(dāng)中的不同作用。
西門子實(shí)現(xiàn)“虛擬和現(xiàn)實(shí)的聯(lián)接”的努力，最早可以從1958 年獲得SIMATIC 專利開始算起——憑借SIMATIC系列產(chǎn)品，西門子事實(shí)上已經(jīng)在生產(chǎn)自動化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了某種單點(diǎn)的突破。到了1996 年，TIA（ 全集成自動化技術(shù)，Total Integrate Automation）的推出，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自動化組件間的交互。2001 年，西門子收購了意大利MES 系統(tǒng)提供商ORSI，將生產(chǎn)自動化向管理和IT 信息領(lǐng)域進(jìn)行延伸。
另一方面，2007 年，西門子收購了UGS，并將其更名為Siemens PLM Software。隨著Siemens PLM Software 的加入，西門子面向制造業(yè)的信息化系統(tǒng)自然地被劃分為兩大部分：面向虛擬開發(fā)的PLM，以及針對現(xiàn)實(shí)制造的工業(yè)自動化系統(tǒng)TIA。
展開 數(shù)字孿生作為國際競爭的決定性優(yōu)勢
立即行動，提供數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)
數(shù)字孿生（Digital Twins） 是產(chǎn)品和流程的未來，它為開發(fā)、制造、運(yùn)營和維護(hù)創(chuàng)建了一個通用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對于希望具有全球競爭力的制造商來說，提供高質(zhì)量的數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)至關(guān)重要。
現(xiàn)在就行動起來：讓您的產(chǎn)品成為數(shù)字孿生數(shù)據(jù)（ Digital Twins） — 我們將幫助您實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)！
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國外數(shù)字孿生衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展概述
Space Force Space System Command's SpaceWERX Awards $25 Million Contract to Slingshot Aerospace.[5]US Space Force Will Use ‘Digital Twin’ to Model Collisions.[6]GPS satellite gets a digital twin to ensure cyber security.[7]Digital Twins Proliferate as Smart Way to Test Tech.
展開 元宇宙、數(shù)字孿生與汽車
What is a digital twin?
https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin
2. 車企入侵元宇宙，
https://news.pedaily.cn/202110/480370.shtml
3. Digital Twins in the Automotive Industry，
https://www.challenge.org/knowledgeitems/digital-twins-in-the-automotive-industry/
4. Learnings From The Digital Twin’s Data Architecture Of Tesla，
https://www.cloudflight.io/expert-views/learnings-from-the-digital-twins-data-architecture-of-tesla-40097/
展開 從巴黎圣母院大火到數(shù)字孿生的火熱應(yīng)用
數(shù)字孿生（Digital Twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。
數(shù)字孿生
什么是數(shù)字孿生
巴黎圣母院的一場大火讓世界嘆息，修復(fù)工作也立刻被提上議程。
從目前來看，恢復(fù)大教堂的信息比較豐富，包括各種平面圖像、3D圖像等。而更為重要的是，美國瓦薩學(xué)院的藝術(shù)歷史學(xué)家安德魯·塔隆（Andrew Tallon）在2014-2015年期間，通過使用激光掃描儀創(chuàng)建了一個完美無瑕的大教堂的數(shù)字模型。
通過這個數(shù)字模型不僅建立起大教堂的三維圖像，同時能夠揭示其他難以察覺的結(jié)構(gòu)問題。巴黎圣母院已經(jīng)在虛擬世界中得到永生，數(shù)字模型或許也能夠幫助巴黎圣母院的修復(fù)，讓其“重生”。
通過數(shù)字模型，越來越多的人認(rèn)識到數(shù)字孿生技術(shù)（Digital Twin）的應(yīng)用價值。此前的波音空難調(diào)查中，也凸顯出數(shù)字孿生技術(shù)的重要作用。
數(shù)字孿生（Digital Twin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。
展開 第二屆中國數(shù)字化制造高峰論壇圓滿舉行
2、數(shù)字孿生產(chǎn)線——零件加工（上海大學(xué)）
基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用DT/AR技術(shù)的智能工廠信息系統(tǒng)，是從系統(tǒng)集成創(chuàng)新角度出發(fā)，利用湃睿科技的PI-IoT物聯(lián)網(wǎng)快速開發(fā)平臺構(gòu)建的“湃睿生產(chǎn)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)信息采集分析管理軟件”與DT（Digital Twin）數(shù)字孿生技術(shù)以及AR（Augmented Reality）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，將物理世界中的數(shù)據(jù)，例如設(shè)備數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等與數(shù)字世界的數(shù)據(jù)例如數(shù)字仿真模型、大數(shù)據(jù)預(yù)測、作業(yè)指導(dǎo)動畫、圖紙等融會貫通，混搭應(yīng)用于智慧工廠解決方案中，使其成為監(jiān)控、重現(xiàn)、分析、找到工廠運(yùn)行問題的關(guān)鍵，并可增強(qiáng)工人工作能力與效率。
3、數(shù)字孿生車間——許繼電氣
通過對ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的集成，幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn),同時也為敏捷制造企業(yè)的實(shí)施提供了良好的基礎(chǔ)。構(gòu)建集全面監(jiān)測、運(yùn)營分析、全景展示、協(xié)調(diào)控制于一體的綜合管控平臺，實(shí)現(xiàn)對三相電能表產(chǎn)線生產(chǎn)過程的在線監(jiān)測分析，針對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的異動或問題進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和協(xié)調(diào)處理，提升公司生產(chǎn)運(yùn)營水平
曾祥宇先生此次帶來的《DT（Digital twin）—數(shù)字孿生助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型》的演講得到了會場上眾多參會者的認(rèn)可與興趣，會后紛紛前來與曾祥宇先生再次交流探究。
結(jié)語
相信此次會議演講可以為中國數(shù)字化制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)步提供可資借鑒的閃光思想，推動制造業(yè)的轉(zhuǎn)型、發(fā)展與創(chuàng)新。至此，第二屆中國數(shù)字化制造高峰完美結(jié)束，讓我們共同啟程、揚(yáng)帆，開創(chuàng)數(shù)字化智能制造的新輝煌！
展開 自主生產(chǎn)：制造業(yè)的未來
先決條件：聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)和互操作性
自主生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)需要幾個先決條件：
連接所有參與者的實(shí)時安全通信網(wǎng)絡(luò)
在語法和語義上可理解的互操作數(shù)據(jù)格式
作為決策依據(jù)的高質(zhì)量測量數(shù)據(jù)
繪制、模擬和優(yōu)化流程的 Digital Twins
CADENAS 為此提供了強(qiáng)大的解決方案，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界的無縫連接。我們的數(shù)字孿生技術(shù)展示了如何利用來自 3Dfindit 社區(qū)的智能 CAD 和工程數(shù)據(jù)創(chuàng)建數(shù)字孿生，為企業(yè)帶來真正的效率優(yōu)勢。只有當(dāng)所有組件無縫協(xié)作時，才能創(chuàng)建一個學(xué)習(xí)型自主制造系統(tǒng)。
應(yīng)用背景下的自主性
自主程度在很大程度上取決于應(yīng)用領(lǐng)域。自主系統(tǒng)已經(jīng)在過程監(jiān)控、過程控制和預(yù)防性維護(hù)等方面顯示出其潛力，尤其是在通常與 Digital Twins 結(jié)合的情況下。人工智能支持的應(yīng)用有助于確保產(chǎn)品質(zhì)量、識別偏差并實(shí)時采取應(yīng)對措施。
從僵化系統(tǒng)到協(xié)作智能
生產(chǎn)的未來在于將傳統(tǒng)、僵化的生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)作、自主的系統(tǒng)。軟件定義制造以及先進(jìn)的工業(yè)和服務(wù)機(jī)器人技術(shù)的使用，正在創(chuàng)造一個動態(tài)、可擴(kuò)展和適應(yīng)性強(qiáng)的新型生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)。
經(jīng)濟(jì)和社會應(yīng)用
不斷變化的工作環(huán)境：現(xiàn)有的工作環(huán)境正在發(fā)生變化，需要新的技能，例如在數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)監(jiān)控或人工智能輔助決策領(lǐng)域。
企業(yè)的競爭優(yōu)勢：對市場需求做出更快的反應(yīng)，高效率的個性化生產(chǎn)。
責(zé)任與道德：如果自主系統(tǒng)出錯，誰來承擔(dān)責(zé)任？在這方面，人類仍然是不可或缺的責(zé)任機(jī)構(gòu)。
展開 
解鎖數(shù)字孿生的價值
直播
插播一則：想要了解更多有關(guān)ANSYS數(shù)字孿生解決方案，歡迎報(bào)名參加1月10日晚8點(diǎn)由ANSYS亞太區(qū)數(shù)字孿生高級專家楊帆帶來的直播「ANSYS數(shù)字孿生解決方案——Digital Twin以及聯(lián)合仿真在數(shù)字樣機(jī)建設(shè)中的應(yīng)用」
點(diǎn)擊報(bào)名：http://event.31huiyi.com/1727649807/index?c=jishulink
Ansys、微軟、戴爾與Lendlease聯(lián)合推廣數(shù)字孿生技術(shù)
領(lǐng)先的創(chuàng)新型企業(yè)加入數(shù)字孿生聯(lián)盟（Digital Twin Consortium）指導(dǎo)委員會，定義數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)要求、研發(fā)以及最佳實(shí)踐
為加速在不同行業(yè)推廣和部署基于物理的數(shù)字孿生技術(shù)，Ansys聯(lián)合微軟、戴爾和Lendlease共同加入數(shù)字孿生聯(lián)盟指導(dǎo)委員會。該聯(lián)盟是一個由國際技術(shù)先驅(qū)組成的生態(tài)系統(tǒng)，在數(shù)字孿生技術(shù)的研發(fā)、使用和標(biāo)準(zhǔn)要求方面具有重要的影響力。
數(shù)字孿生聯(lián)盟（Digital Twin Consortium）
基于物理的數(shù)字孿生是指流程、產(chǎn)品或服務(wù)的虛擬模型，可通過仿真進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)監(jiān)控。它將給運(yùn)營商帶來巨大價值，有助于他們監(jiān)控維護(hù)需求、可持續(xù)性、效率和性能，從而獲得預(yù)測性和可操作性洞察。然而，由于缺乏通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)術(shù)語，許多企業(yè)在業(yè)界推廣數(shù)字孿生技術(shù)時都面臨困難。
Ansys作為該聯(lián)盟的創(chuàng)始成員，將在數(shù)字孿生新標(biāo)準(zhǔn)要求方面發(fā)揮影響力領(lǐng)導(dǎo)作用，并將有助于創(chuàng)建統(tǒng)一術(shù)語，以促進(jìn)數(shù)字孿生的推廣。這將加速數(shù)字孿生技術(shù)在航空航天與國防、制造和自然資源等廣泛的行業(yè)企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的部署。
數(shù)字孿生聯(lián)盟執(zhí)行董事Richard Soley博士表示：“Ansys處于全球數(shù)字孿生創(chuàng)新發(fā)展的前沿，幫助客戶能夠更方便地運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)。
展開 通過試驗(yàn)和分析方法實(shí)現(xiàn)增材制造渦輪葉片的數(shù)字孿生開發(fā)
Toward digital twin development for additively manufactured turbine blades with experimental and analytical methods[J]. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2022, 65(8): 1-13.
MLA
Miller, Daniel, et al. "Toward digital twin development for additively manufactured turbine blades with experimental and analytical methods." Structural and Multidisciplinary Optimization 65.8 (2022): 1-13.
APA
Miller, D., Kemnitz, R., Grandhi, R., & Sheridan, L. (2022). Toward digital twin development for additively manufactured turbine blades with experimental and analytical methods.
展開 報(bào)名開啟丨ATCx Digital Twin：Altair 2025 數(shù)字孿生技術(shù)會議重磅來襲
近期，Altair被全球工業(yè)軟件領(lǐng)導(dǎo)者西門子收購，成為西門子數(shù)字化工業(yè)軟件(Siemens Digital Industries Software)旗下成員，進(jìn)一步鞏固西門子在仿真和工業(yè)人工智能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者地位，其技術(shù)正與西門子Xcelerator解決方案進(jìn)行深度整合。
欲了解更多信息，歡迎訪問：
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