數(shù)字孿生是美國(guó)宇航局在20世紀(jì)60年代構(gòu)想的，當(dāng)時(shí)該組織將在地面上創(chuàng)建物理復(fù)制系統(tǒng)，以匹配太空中的系統(tǒng)。
IEEE會(huì)員Todd Richmond表示：“然而，直到最近創(chuàng)新技術(shù)的進(jìn)步——比如用于提取大量數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備——數(shù)字孿生才開始真正成熟?！?/span>現(xiàn)在，Gartner預(yù)測(cè)到2031年，數(shù)字孿生市場(chǎng)的收入將達(dá)到1830億美元。當(dāng)人們考慮到世界上各行各業(yè)的頂尖公司都在利用數(shù)字孿生技術(shù)來(lái)優(yōu)化一切時(shí)，就很容易明白為什么了。更重要的是，數(shù)字孿生能做什么？
根據(jù)IEEE高級(jí)會(huì)員Paulo Miyagi的說(shuō)法，數(shù)字孿生本質(zhì)上是“存在于物理世界中的對(duì)象或系統(tǒng)的精確數(shù)字復(fù)制品，不斷用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新以通知決策”。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，所討論的對(duì)象或系統(tǒng)配備了各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備充當(dāng)傳感器來(lái)產(chǎn)生與性能相關(guān)的數(shù)據(jù)——例如，在風(fēng)力渦輪機(jī)的情況下，傳感器被用來(lái)獲取側(cè)重于能量輸出、溫度、天氣條件、性能等的數(shù)據(jù)。一旦捕獲了這些數(shù)據(jù)，就可以利用數(shù)字孿生來(lái)運(yùn)行模擬，以更好地理解與性能相關(guān)的問(wèn)題，并生成有價(jià)值的見解，這些見解反過(guò)來(lái)可以應(yīng)用到模擬對(duì)象或系統(tǒng)。Richmond說(shuō)：“數(shù)字孿生提供了一種詢問(wèn)對(duì)象或系統(tǒng)的‘如果/為什么不’問(wèn)題的方式。通過(guò)利用可視化、模擬和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，數(shù)字孿生技術(shù)使我們能夠以前所未有的方式收集對(duì)對(duì)象和系統(tǒng)的見解?！?/span>
“數(shù)字孿生兄弟是最強(qiáng)大的數(shù)字轉(zhuǎn)型創(chuàng)新之一，它彌合了物理世界和虛擬世界之間的信息鴻溝，幫助企業(yè)快速識(shí)別和執(zhí)行蓬勃發(fā)展所需的創(chuàng)新。”
—— Amol Gulhane
IEEE Senior Member
事實(shí)上，據(jù)麥肯錫估計(jì)，數(shù)字孿生技術(shù)可以帶來(lái)高達(dá)10%的收入增長(zhǎng)，將上市時(shí)間縮短50%，并將產(chǎn)品質(zhì)量提高25%。Gulhane特別強(qiáng)調(diào)了三個(gè)顯著的領(lǐng)域，數(shù)字孿生已經(jīng)在其中發(fā)揮了巨大的作用：制造——在領(lǐng)先制造商的支持下，數(shù)字孿生是工業(yè) 4.0 的核心組成部分，有助于在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中持續(xù)優(yōu)化制造流程。特別是，工廠的數(shù)字孿生被用來(lái)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)流程、預(yù)測(cè)性維護(hù)、勞動(dòng)力安全等的管理。交通——復(fù)雜交通系統(tǒng)的數(shù)字復(fù)制品可以幫助研究人員和開發(fā)人員更好地理解、創(chuàng)建和管理負(fù)責(zé)將人員和貨物從A點(diǎn)運(yùn)送到B點(diǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施。例如，世界各地的主要機(jī)場(chǎng)已經(jīng)開始將數(shù)字孿生技術(shù)，以創(chuàng)建其運(yùn)營(yíng)的整體視圖，實(shí)現(xiàn)從交通控制到行李處理的一切優(yōu)化，以提高運(yùn)營(yíng)效率。生命科學(xué)——隨著研究人員競(jìng)相開發(fā)安全有效的疫苗來(lái)對(duì)抗COVID，制造業(yè)規(guī)劃者利用數(shù)字孿生技術(shù)來(lái)模擬工業(yè)流程、供應(yīng)鏈和物流，以便快速有效地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。數(shù)字孿生技術(shù)的擴(kuò)散勢(shì)必會(huì)繼續(xù)下去，因?yàn)槟軌蚋玫乩斫馕锢韺?duì)象和系統(tǒng)而無(wú)需進(jìn)行昂貴的分析具有很大的價(jià)值。IEEE高級(jí)會(huì)員Roberto Saracco認(rèn)為，數(shù)字孿生將越來(lái)越多地發(fā)揮作用，幫助解決世界面臨的一些最緊迫挑戰(zhàn)。
“疫情對(duì)全球供應(yīng)鏈的影響凸顯了物流挑戰(zhàn)，如果我們要避免未來(lái)的中斷情況，就必須應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，”Saracco說(shuō)，“有理由相信，在機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)湖、自動(dòng)化和其他顛覆性技術(shù)的支持下，數(shù)字孿生將在重新定義我們將事物和人員從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的方式中發(fā)揮作用?！?/span>Gulhane認(rèn)為，數(shù)字孿生實(shí)際上擁有無(wú)限的潛力。“越來(lái)越多的認(rèn)知能力被用于數(shù)字孿生的使用，”Gulhane說(shuō)，“數(shù)字孿生技術(shù)也將在未來(lái)通過(guò)其他新興技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行優(yōu)化，這將有助于產(chǎn)生提高產(chǎn)品和流程效率所需的新見解?！?/span>文章來(lái)源：IEEE電氣電子工程師
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