京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
导读:众多企业管理者都将“数字化转型”视为战略核心,那么“数字化转型”应该已经有了一个清晰的概念才对,但实际上却并非如此。经过笔者多方收集,似乎大家对“数字化转型”都有自己的理解。数字孪生具有多种定义并且已经发展出来了多种应用情形。近年来国内外对数字孪生的研究取得了不少进展,市场上有一些基于既有数字孪生概念发展出来的多元化“进阶”数字孪生体。
作者:赵敏 宁振波
来源:大数据DT(ID:hzdashuju)
内容摘编自《铸魂:软件定义制造》
作者选取了四家软件公司、两家咨询机构和一家高校的观点介绍给读者,如表5-1所示。
01 西门子
西门子公司提出了“综合数字孪生体”的概念,其中包含数字孪生体产品、数字孪生体生产和数字孪生体运行的精准的连续映射递进关系,最终达成理想的高质量产品交付,如图5-16所示。
▲图5-16 综合数字孪生体的连续映射递进关系
02 达索
“3DEXPERIENCE孪生体”是达索公司给出的一个数字孪生体的新概念,着重强调体验一致性、原理一致性、单一数据源、宏观与微观统一。物理孪生体与3DEXPERIENCE孪生体在功能/性能/逻辑上相互对应。
以开发飞机为例,如经过数字验证,3DEXPERIENCE孪生体飞机能飞,物理实体飞机就能飞;如研究给病人打退烧针后是否退烧,可给3DEXPERIENCE孪生体虚拟打一针,其产生的效果,应与真实世界一致。如图5-17所示。
▲图5-17 3DEXPERIENCE孪生体
03 PTC
PTC公司对数字孪生体的研究侧重于“数字孪生体+增强现实(AR)技术”,让数字孪生体更具有真实感和工作场景感。
例如在客户购车现场,可以利用AR技术在真实车辆的旁边,放置几乎一模一样的数字孪生体“轿车”,让客户来参观、评估和体验,甚至在该“轿车”上加载具有高度真实感的虚拟气流,动态显示高速行驶时车身上的空气动力学气流“实况”。还可以按客户要求,给数字孪生体轿车换车身颜色、车轮颜色或轮毂式样。如图5-18所示。
▲图5-18 数字孪生体轿车的空气动力学气流“实况”
04 ESI
ESI公司认为,从虚拟孪生到混合孪生,是一个逐渐发展的过程。虚拟孪生与数字孪生是有不同内涵的。由物理基础模型构建的虚拟孪生(数学模型/因果模型/降阶模型等),与由真实数据分析和机器学习构建的数据驱动的数字孪生(机器学习模型/经验模型等),二者叠加,构成了混合孪生。如图5-19所示。
▲图5-19 混合孪生模型的基本构成
ESI认为,混合孪生解决方案通过联接当前物联网(IoT)的信息和过去大数据的信息,并结合未来可能的演绎(更新和推断的虚拟原型),使企业能够虚拟地提供预测性维护并优化产品的辅助运营。
例如,因为气流强度和方向的高度不确定性,风力发电很难预测和管理。ESI做了一个海上“风孪生”(WindTwin)项目,其中,风电设备将其状态实时地传达给维护站,维护站的“风孪生”模型能够根据当下发电结果调整运行参数、提出警告并预测任何失效或损坏。
05 北京航空航天大学
北京航空航天大学陶飞教授给出了数字孪生“五维模型”和新内涵:数字孪生=物理实体+数字实体+服务+孪生数据+连接,即DT={PE, VE, Ss, DD, CN},除物理实体以外,其余4个都可以用各自的模型来描述,五个维度的模型与数据彼此交互,迭代优化。如图5-20所示。
▲图5-20 数字孪生的“五维模型”
关于作者:赵敏,走向智能研究院执行院长,中国发明协会常务理事,发明方法研究分会会长,正高工。工信部CPS发展论坛副秘书长,中国制造企业双创发展联盟专家委员会委员,中国工业技术软件化产业联盟(中国工业APP联盟)专家委员会委员,国家工业信息安全专家咨询委员会委员,U-TRIZ创始人。
宁振波,教授,中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问,中国船舶独立董事。参加多型飞机研制。国家科技进步二等奖获得者。参与编制数字化、智能化制造系列丛书。发表相关制造业学术论文数百篇。也是多个行业、企事业单位的外聘专家。
本文摘编自《铸魂:软件定义制造》,经出版方授权发布。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在Python开发中,HTTP请求是与外部服务交互的核心场景——调用第三方API、对接微服务、爬取数据等都离不开它。虽然requests库已 ...
2025-12-12在数据驱动决策中,“数据波动大不大”是高频问题——零售店长关心日销售额是否稳定,工厂管理者关注产品尺寸偏差是否可控,基金 ...
2025-12-12在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的能力矩阵中,数据查询语言(SQL)是贯穿工作全流程的“核心工具”。无论是从数据库 ...
2025-12-12很多小伙伴都在问CDA考试的问题,以下是结合 2025 年最新政策与行业动态更新的 CDA 数据分析师认证考试 Q&A,覆盖考试内容、报考 ...
2025-12-11在Excel数据可视化中,柱形图因直观展示数据差异的优势被广泛使用,而背景色设置绝非简单的“换颜色”——合理的背景色能突出核 ...
2025-12-11在科研实验、商业分析或医学研究中,我们常需要判断“两组数据的差异是真实存在,还是偶然波动”——比如“新降压药的效果是否优 ...
2025-12-11在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作体系中,数据库就像“数据仓库的核心骨架”——所有业务数据的存储、组织与提 ...
2025-12-11在神经网络模型搭建中,“最后一层是否添加激活函数”是新手常困惑的关键问题——有人照搬中间层的ReLU激活,导致回归任务输出异 ...
2025-12-05在机器学习落地过程中,“模型准确率高但不可解释”“面对数据噪声就失效”是两大核心痛点——金融风控模型若无法解释决策依据, ...
2025-12-05在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的能力模型中,“指标计算”是基础技能,而“指标体系搭建”则是区分新手与资深分析 ...
2025-12-05在回归分析的结果解读中,R方(决定系数)是衡量模型拟合效果的核心指标——它代表因变量的变异中能被自变量解释的比例,取值通 ...
2025-12-04在城市规划、物流配送、文旅分析等场景中,经纬度热力图是解读空间数据的核心工具——它能将零散的GPS坐标(如外卖订单地址、景 ...
2025-12-04在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的指标体系中,“通用指标”与“场景指标”并非相互割裂的两个部分,而是支撑业务分 ...
2025-12-04每到“双十一”,电商平台的销售额会迎来爆发式增长;每逢冬季,北方的天然气消耗量会显著上升;每月的10号左右,工资发放会带动 ...
2025-12-03随着数字化转型的深入,企业面临的数据量呈指数级增长——电商的用户行为日志、物联网的传感器数据、社交平台的图文视频等,这些 ...
2025-12-03在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作体系中,“指标”是贯穿始终的核心载体——从“销售额环比增长15%”的业务结论 ...
2025-12-03在神经网络训练中,损失函数的数值变化常被视为模型训练效果的“核心仪表盘”——初学者盯着屏幕上不断下降的损失值满心欢喜,却 ...
2025-12-02在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“用部分数据推断整体情况”是高频需求——从10万条订单样本中判断全 ...
2025-12-02在数据预处理的纲量统一环节,标准化是消除量纲影响的核心手段——它将不同量级的特征(如“用户年龄”“消费金额”)转化为同一 ...
2025-12-02在数据驱动决策成为企业核心竞争力的今天,A/B测试已从“可选优化工具”升级为“必选验证体系”。它通过控制变量法构建“平行实 ...
2025-12-01