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数字孪生技术前景广阔
时间:2019-12-09 09:39:22   编辑: 石朗渡

   【现象】不久前的长三角一体化论坛上,工信部相关负责人提出,要面向重点行业产品全生命周期打造数字孪生系统,从而让人们再次把目光聚集到数字孪生这一新生事物上。这一概念的提出,最初是为了解决航空航天飞行器的健康维护与保障问题,通过为每架飞机建立一个“数字镜像”,使得飞机的真实状态能通过传感器与数字传输实现完全同步,从而及时分析评估飞机是否要维修、能否承受下次任务载荷等。如今,数字孪生技术被认为可以更广泛地应用于工业互联网领域。

  【点评】数字孪生,按字面意思,就是为真实的物理世界搭建一个高度镜像化的数字世界。一台机器设备状况如何,可以通过数字世界清晰感知,就像照镜子一样。对于制造业而言,这意味着设备维护的透明性大大增加,“全生命周期管理”将变得可能。

  2019年,数字孪生技术广受关注,也是由新闻事件推动的。2018年底到2019年初,波音737 MAX 8型飞机接连出现两次坠毁事故,引发了人们对数字孪生技术的关注:如果能为物理世界找到一个数字映射,能让飞机故障被及时察觉,甚至被预测到,让维修变得更精准,将有效避免事故的发生。

  2013年,一些国家就将数字线索和数字孪生视为“改变游戏规则”的重大机遇。有的跨国公司则将其作为工业互联网的一个重要概念,力图通过大数据分析,完整透视物理世界机器实际运行的情况。还有的公司将数字孪生视为“智能互联产品”的关键性环节,期待智能产品的每一个动作,都会返回到设计师的电脑,实现实时的反馈与优化。

  严格地说,数字孪生的成立与成熟,有赖大数据、云计算、人工智能等一系列技术的集成。以一架运行中的飞机为例,要实现数字孪生,不仅要获得这架飞机的历史数据,也要通过大量传感器获得实时数据。这对于数据的收集、整合,以及网络传输等都提出了挑战,是一项庞大且成本高昂的系统工程。

  虽然目前还只能在有限场景中应用,但人们相信,数字孪生技术前景广阔。随着技术不断演进,精密机械的增加,数字孪生发挥重要价值的应用场景会相应增加,其性价比也将不断提高。比如,在技术设计和测试时,数字孪生可以让很多由于物理条件限制、依赖于真实的物理实体而无法完成的操作变成可能;再比如,当数字孪生技术能应用于造价不菲的航天器、核电站时,这些设施的寿命与安全都将得到进一步提升。

  人类对于一个更精确的世界,从未停止过追求。从几百年前人工绘制的世界地图,到如今完全数字化的地球仪,人类对世界精度的呈现早已不可同日而语。而从平面到立体再到实时,这一精度还在不断拓展。或许在不久的将来,人类能将整个物理世界发生的一切,呈现在数字空间中。对此,我们不妨保持更加开放的态度。

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