什么是数字孪生？通俗易懂的解读数字孪生关键技术

浪浪沙

　MET数字孪生

　　何为数字孪生?这一文带你全面了解数字孪生!数字孪生是跨越其生命周期的对象或系统的虚拟表示，从实时数据更新，到使用仿真、机器学习和推理来帮助决策。

　　一、数字孪生技术的历史

　　1991年，耶鲁大学计算机科学教授DavidGelernter首次提出了数字孪生的概念。然而，密歇根大学MichaelGrieves博士被认为是2002年首次将数字孪生概念应用于制造业，并正式宣布了数字孪生的软件概念。最终，美国国家航空航天局的技术专家JohnVickers在2010年引入了数字孪生这个术语。

　　然而，使用数字孪生作为研究物理对象的手段的核心思想早已有之。事实上，可以说美国国家航空航天局在上世纪60年代的太空探索任务中率先使用了数字孪生技术，每个航天器在当时都被精确复制成相同的模型，供美国国家航空航天局工作人员用于研究和模拟。

　　二、数字孪生的工作原理

　　数字孪生是一种虚拟模型，旨在准确反映物理对象。研究对象(例如风力涡轮机)配备了与重要功能领域相关的各种传感器。这些传感器产生有关物理对象性能不同方面的数据(例如能量输出、温度、天气条件等)，然后将该数据转发到处理系统并应用于数字副本。

　　一旦获得此类数据，虚拟模型可用于运行模拟、研究性能问题并带来可能的改进，所有这些都是为了产生有价值的见解，然后可以将其应用回原始物理对象。

　　三、数字孪生的类型

　　根据产品放大倍数的不同，有多种类型的数字孪生。这对数字孪生最大的区别在于应用领域。不同类型的数字孪生在系统或流程**存是很常见的。以下通过数字孪生的类型来了解差异以及它们的应用方式。

　　1、组件孪生/零件孪生

　　组件孪生是数字孪生的基本单元，是功能组件的最小示例。零件孪生也大致相同，但属于不太重要的组件。

　　2、资产孪生

　　当两个或多个组件一起工作时，它们就形成了所谓的资产。资产孪生让企业可以研究这些组件的交互，创建大量可以处理的性能数据，然后转化为可操作的步骤。

　　3、系统孪生或单元孪生

　　下一级别的放大将涉及系统孪生或单元孪生，这使人们能够看到不同的资产如何组合在一起形成一个完整的功能系统。系统孪生提供有关资产交互的可见性，并可能建议性能增强。

　　4、过程孪生

　　过程孪生(放大的宏观层面)揭示了系统如何协同工作以创建整个生产设施。这些系统是否都同步以最高效率运行，或者一个系统的延迟会影响其他系统?流程孪生可以帮助确定最终影响整体效率的精确时序方案。