什么是数字孪生?

什么是数字孪生？经过大量的努力，研讨会，电话会议，客户确认和行业研究，IBM英国技术咨询集团（TCG）作为IBM技术学院（AoT）的附属机构，就以下数字孪生的定义达成一致：“数字孪生是物理对象或系统的动态虚拟表示，通常跨越其生命周期的多个阶段。它使用真实世界的数据、模拟或机器学习模型，结合数据分析，使理解、学习和推理成为可能。数字孪生可以用来回答假设问题，并且应该能够以直观的方式呈现见解。”数字孪生的一个基本目的是：对真实世界系统的行为进行建模，以使人们能够做出影响真实世界的更好的业务决策。这可以通过决策支持直接进行；例如，数字孪生可以模拟一级方程式比赛中可能发生的多种情况，以确定当赛车进入赛 数字孪生（Digital Twin）是现代信息技术领域的一个关键概念，它是物理对象或系统的实时、动态虚拟副本，跨越了从设计、生产、运行到废弃的整个生命周期。这一概念由IBM英国技术咨询集团经过深入研究和讨论得出，其核心在于通过集成实际数据、模拟模型和机器学习算法，提供对真实系统行为的洞察，以支持更有效的业务决策。 数字孪生的主要目标是建立一个能够反映现实世界系统行为的模型，使得管理者可以根据模型的模拟结果做出对真实世界有直接影响的决策。例如，在一级方程式赛车中，数字孪生可以模拟各种比赛场景，帮助车队决定最佳的策略，如是否需要进站换胎。 数字孪生的应用广泛，涵盖了产品开发的全过程： 1. 捕获需求：在产品设计初期，数字孪生能确保需求在整个生命周期内得到维护、验证和确认，避免后期的修改和冲突。 2. 设计优化：设计阶段，数字孪生允许对设计方案进行模拟和测试，快速淘汰不合适的设计，提高设计效率和质量。 3. 项目计划：通过比较不同生命周期计划的数字孪生模型，可以评估和优化项目进度，同时考虑到可能的不确定性和变化。 4. 可靠性工程：借助物联网技术，数字孪生可以实时监控资产性能，提升设备维护和替换的决策，提高系统效率。 5. 培训与教育：复杂系统的操作员可以通过数字孪生进行训练，快速掌握操作技能，减少依赖传统学徒制度。 6. 实时决策：在资产运行过程中，决策者可以通过数字孪生模型快速理解任何改动的影响，为“假设”问题提供解决方案。 7. 资源退役与循环利用：数字孪生有助于追踪资源使用，优化报废资产的回收和再利用，促进循环经济。 然而，实施数字孪生并非没有挑战。在创建和应用数字孪生时，需要权衡复杂性、广度和深度。复杂性涉及创建成本，包括时间与资金投入；广度则指的是模型的通用性或专用性；深度则关乎模型的详细程度和准确性。每个问题都有其特定的权衡，可能需要多个定制的数字孪生来满足不同需求。 数字孪生的参考架构通常包括数据收集、模型创建、分析和可视化等环节，确保安全地消费和分析来自现实世界的信息，并与其他相关系统实时集成，以保持一致性。 数字孪生是通过数字化手段对物理对象或系统进行精确复制，利用数据和智能算法进行预测和优化，为企业带来显著的效率提升和决策优势。随着技术的不断发展，数字孪生将在更多行业和领域发挥重要作用，推动智能化转型。