数字孪生的定义,你读完这篇文章就懂了。

数字孪生概念源自1947年威廉·福勒提出的“机器摄影”理论。他提出了一个实现数字合成摄影所需要的技术和环境,包括摄影机,彩色投影物,照明,显示器,RAID技术和复杂的智能光学系统。另一位重要的科学家英国科学家,弗雷德里克·弗里德曼,继续不断开发现有技术,最终建立了第一个真正的数字孪生系统。弗里德曼提出了一套可以轻松和准确地捕捉图像的技术,可以利用机器摄影的原理。随后,其他研究人员继续推动具有广泛应用前景的数字孪生技术的发展,具体来说,包括对数字孪生系统进行改进,更多地引入软件和计算机算法,以及开发新的采集和处理技术,以帮助更好地处理和捕捉图像。

数字孪生技术最近发展到可以应用于大多数媒体,包括网络浏览、广播、电影和多媒体设计等。它可以利用高端电脑显示技术来捕捉和呈现各种数字孪生,而不需要专业摄影器材。面对经济发展的挑战,数字孪生技术也正在发挥越来越大的作用,它扩大了企业可以利用的技术范围,提高了企业效率,并向消费者和企业提供了更多的灵活性。

数字孪生是基于真实世界产生数据为基础建立的孪生数字空间,实现真实世界与虚拟世界的双向连接与映射,通过在据虚拟世界构建真实世界的数字孪生体资产,实现真实世界中的人、端与流程在孪生世界的一比一还原,通过虚拟世界打破时空壁垒,实现多人跨域在统一孪生平台中的生产协作,并通过孪生世界的计算能力,对真实世界实时发生的问题进行分析与预测,帮助真实世界进行提前的生产操作与管制,以避免生产风险,提升效率、提高效率。

数字孪生是采用信息技术对物理实体的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模的过程。数字孪生体是指在计算机虚拟空间存在的与物理实体完全等价的信息模型,可以基于数字孪生体对物理实体进行仿真分析和优化。

权威咨询机构定义:

德勤:数字孪生是以数字化的形式对某一物理实体过去和目前的行为或流程进行动态呈现。

埃森哲:数字孪生为物理产品在虚拟空间中的数字模型,包含了从产品构思到产品退市全生命周期的产品信息。

Gartner:现实世界实体或系统的数字化体现,认为它是实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径。

数字孪生是一种利用数字技术创建物理对象的虚拟模型,这个模型在虚拟空间中反映实体对象的各种属性和状态,包括其生命周期内的行为和性能。这一概念涵盖了多个学科和物理量的仿真过程,旨在通过集成多学科、多物理量的数据,在虚拟空间中完成对实体装备全生命周期过程的映射。数字孪生不仅是一个概念,还是一种技术,它通过物联网、人工智能和软件分析等技术的集成,增强对实体对象的预测和控制能力。

国际标准化组织定义:

2017年,国际标准化组织(ISO)发布了《工业自动化系统和集成—数字孪生框架及其要素》(ISO 23247-1:2020),这是第一个关于数字孪生的国际标准。

数字孪生框架包括构建物理空间与信息空间的数据交互闭环通道,实现物理与数字世界的连接融合,以及通过数字技术将实体物理对象的结构、行为和状态在虚拟空间中进行复制和模拟,从而实现对实体对象的实时监测、预测和优化。这一框架集成了物联网、云计算、大数据、人工智能等多种技术,广泛应用于制造业、能源、交通、医疗、农业等领域,旨在提高效率、降低成本、增强竞争力。要素包括:

1、构建物理空间与信息空间的数据交互闭环通道,实现双向沟通,确保物理世界与数字世界的实时同步。

2、实现信息系统的信息物理交互融合,通过实时映射和决策控制系统,指导或优化实际工业设备的运行。

3、解决工业设备的多种问题,如提高生产效率、减少故障率、优化生产流程等。

国家标准定义:

数字孪生是具有数据连接的特定目标实体的数字化表达,该数据连接可以保证物态状态和虚拟状态之间以适当的速率和精度进行同步。由于数字孪生具备虚实融合与实时交互、迭代运程与优化,以及全要素/全流程/全业务数据驱动等特点,目前已被广泛应到制造、城市、农业、能源、建筑等多个领域。数字孪生技术可帮助工厂管理者实现对工厂生产资源计划、过程管控指令的模拟和优化,改善工厂设计、建设和再造各阶段的产出效益;可帮助城市管理者推进数字城市与现实城市同步规划与同步建设,实现城市规建管运全过程生命周期管理和治理模式创新;可帮助农业生产者进行生产作业的监控和优化,对于农业机械装备可进行预测性诊断;可帮助能源管理者实现对能源生产和传输过程的可视化监控和管理,进行故障分析和远程运维等;可帮助建筑建造者推进建筑工程规划、设计、施工、运营一体化管控,实现建筑空间、健康、安全、绿色节能、预测维护、安全等智能化管理应用;可帮助医生患者病情进行实时监控,提出个性化的医疗方案,对医疗资源进行动态调度优化等。面对数字孪生在多种场景中的广泛应用需求,开展数字孪生标准化工作显得尤为重。GB/T 43441旨在规定数字孪生的参考架构、数字实体构建、信息交互、数字化资产分类与管理等内容,拟由四个部分构成。

百度百科等知识管理平台:

百度百科:数字孪生是充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

:根据国际定义,数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

典型技术厂商定义:

数字孪生是基于真实世界产生数据为基础建立的孪生数字空间,实现真实世界与虚拟世界的双向连接与映射,通过在据虚拟世界构建真实世界的数字孪生体资产,实现真实世界中的人、端与流程在孪生世界的一比一还原,通过虚拟世界打破时空壁垒,实现多人跨域在统一孪生平台中的生产协作,并通过孪生世界的计算能力,对真实世界实时发生的问题进行分析与预测,帮助真实世界进行提前的生产操作与管制,以避免生产风险,提升效率、提高效率。

简单来说,就是针对现实世界中的实体对象,在数字化世界中构建完全一致的对应模型,通过数字化的手段对实体对象进行动态仿真、监测、分析和控制。

 

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