2021年我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達45.5萬億元, 占GDP的39.8%,其中產(chǎn)業(yè)數(shù)字化部分達到了37.18萬億元, 占GDP的32.5%,是數(shù)字經(jīng)濟的主戰(zhàn)場。依據(jù)《十四五信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》圍繞機械、汽車、航空、航天、船舶、兵器、電子、電力等重點裝備領(lǐng)域, 建設(shè)數(shù)字化車間和智能工廠,構(gòu)建面向裝備全生命周期的數(shù)字孿生系統(tǒng)。
系統(tǒng)背景
數(shù)字孿生的概念最早起源于2003年的邁克爾教授的生命周期管理課程,起初這個概念是由三個部分組成,即真實、虛擬空間以及兩者之間的數(shù)據(jù)連接,但當時還沒有確定"數(shù)字孿生"的具體概念。2010年,邁克爾教授在自己的著作中正式為其命名。因為在制造系統(tǒng)中物理對象的種類和展現(xiàn)形式較為豐富,所以對應的定義較為多樣化。2018年,國際上又提出新的研究概念,數(shù)字孿生能夠?qū)?a target="_blank">產(chǎn)品進行全面數(shù)字化處理,它可以有效模擬系統(tǒng)在穩(wěn)定環(huán)境中的運行狀況。
圖1.數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)
系統(tǒng)原理 數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學科、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,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。
數(shù)字孿生在整個價值鏈中革新了流程。作為產(chǎn)品,生產(chǎn)過程 或性能的虛擬表示,它使各個過程階段得以無縫鏈接。這可以持 續(xù)提高效率,最大程度地降低故障率,縮短開發(fā)周期,并開辟新 的商機:換句話說,它可以創(chuàng)造持久的競爭優(yōu)勢。
圖2.數(shù)字孿生模型組件
訊維通過數(shù)據(jù)孿生的原理,以定制化的方式,將數(shù)據(jù)源實時接入、數(shù)字面板呈現(xiàn)、三維模型/地理信息孿生場景構(gòu)建等可視化應用功能為目標,打造全新訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng),以高效率的幫助客戶/伙伴滿足指揮中心、數(shù)字化展廳、智慧城市等各類數(shù)字化場景的應用建設(shè)。具體應用如下:
指揮中心:作用于業(yè)務監(jiān)測 、運營指揮 、運維監(jiān)測等 時效性較高的場景,為企業(yè)決策提供數(shù)據(jù) 輔助 、指揮調(diào)度提供有力的保障。
數(shù)字展廳:用于工作匯報、參觀視察、發(fā)布演示,結(jié)合企業(yè)文化,整理策劃出獨特的故事線,有助于展示企業(yè)能力,提升對外形象。
智慧城市:通過業(yè)務數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時接入、關(guān)聯(lián)分析、數(shù)據(jù)可視化應用,為企業(yè)分析人員、決策者提供數(shù)字化管理服務。
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)展示平臺具有眾多優(yōu)勢,具體表現(xiàn)有:
數(shù)據(jù)動態(tài)交互
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)中的物理對象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動態(tài)交互和實時連接,具備以多樣的數(shù)字模型映射物理實體的能力,具有能夠在不同數(shù)字模型之間轉(zhuǎn)換、合并和建立"表達"。
表征實時映射
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)以一種計算機可識別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對隨時間軸變化的物理實體進行表征。表征的對象包括外觀、狀態(tài)、屬性、內(nèi)在機理,形成物理實體實時狀態(tài)的數(shù)字虛體映射。
模型高度仿真
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)通過精細化的數(shù)字模型構(gòu)建,確保數(shù)字虛體模型和物理實體的幾何結(jié)構(gòu)、細節(jié)特點高度仿真。不僅保持幾何結(jié)構(gòu)的高度仿真,還在狀態(tài)、相態(tài)和時態(tài)上也高度仿真。
圖4.數(shù)字孿生定制化流程
系統(tǒng)統(tǒng)一管理 訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)的數(shù)字虛體,用于描述物理實體的可視化模型和內(nèi)在機理,以便于對物理實體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運行參數(shù),實現(xiàn)決策功能,進行統(tǒng)一管理。
豐富模型組件
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)具備豐富的模型組件,包括二維平面組件及3D模型組件,可根據(jù)用戶需求進行定制。
應用場景定制
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)提供定制化的數(shù)字孿生可視化場景定制服務,為客戶打造獨一無二的數(shù)字可視化系統(tǒng)。
訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)在行業(yè)數(shù)字化升級、數(shù)字化管理中有著重要的意義,充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)物理對象和虛擬模型的相互映射,提升物理實體虛擬化和信息化的發(fā)展程度,能夠大大提升系統(tǒng)的應用價值。訊維數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)除了智能制造領(lǐng)域,還可在眾多領(lǐng)域具有廣泛應用,包括醫(yī)學分析、工程建設(shè)、指揮調(diào)度、數(shù)字展示、文旅教育、智慧城市、水利、通信、能源調(diào)度等領(lǐng)域。
審核編輯 黃宇
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