基于數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建而成的3D可視化系統(tǒng)
隨著新一代信息技術(shù)與工業(yè)融合的加速發(fā)展，“數(shù)字孿生”的概念越來越廣泛地為公眾所熟知。所謂數(shù)字孿生，是指利用傳感器和其它智能設(shè)備來捕獲物理實(shí)體的數(shù)據(jù)，并利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)，把所有這些數(shù)據(jù)整合到虛擬的數(shù)字模型中。同時(shí)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以創(chuàng)建和維護(hù)對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬、優(yōu)化和控制的模型。
物理實(shí)體與數(shù)字孿生體之間的映射關(guān)系
數(shù)據(jù)融合與分析
在數(shù)字化過程中，通過使用傳感器和其它智能設(shè)備來收集數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)分析、處理、轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教摂M的數(shù)字模型中。然后根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和優(yōu)化準(zhǔn)則對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到較優(yōu)性能。
因此，如果沒有對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析并建立正確的模型，那么所創(chuàng)建的虛擬模型將與現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體并不相符，這也是很多人一直在爭(zhēng)論“數(shù)字孿生”到底是什么？是否能夠取代實(shí)體產(chǎn)品、設(shè)備、系統(tǒng)或服務(wù)。
創(chuàng)建虛擬世界
數(shù)字孿生是一種直觀的概念，它可以將物理實(shí)體和虛擬世界結(jié)合起來。對(duì)于開發(fā)人員而言，創(chuàng)建虛擬世界是一個(gè)更加現(xiàn)實(shí)的想法。
第一步，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)集。在這個(gè)數(shù)據(jù)集上運(yùn)行一些測(cè)試應(yīng)用程序，以評(píng)估功能和性能，并給出反饋意見。
第二步，為數(shù)字孿生建立一個(gè)原型系統(tǒng)。這個(gè)原型系統(tǒng)包括：用戶界面、數(shù)據(jù)倉庫、計(jì)算資源和仿真環(huán)境。
第三步，把數(shù)字孿生模型與數(shù)據(jù)結(jié)合起來，建立一個(gè)真實(shí)世界的數(shù)字模型。在這個(gè)過程中包括了兩個(gè)重要的步驟：一方面是要構(gòu)建一個(gè)真實(shí)世界的數(shù)字模型，另一方面是要把數(shù)據(jù)加載到這個(gè)數(shù)字模型上去。
知識(shí)轉(zhuǎn)化與知識(shí)應(yīng)用
隨著數(shù)字孿生在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的深入，相關(guān)知識(shí)也在不斷發(fā)展、成熟，并應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)管理、業(yè)務(wù)流程等不同環(huán)節(jié)。例如，在產(chǎn)品研發(fā)階段，數(shù)字孿生技術(shù)可將物理實(shí)體的設(shè)計(jì)圖紙、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)并映射到虛擬空間中，實(shí)現(xiàn)“以圖搜圖”的效果。
在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行階段，數(shù)字孿生技術(shù)可將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理后轉(zhuǎn)化為企業(yè)能夠理解的知識(shí)模型，指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)控制和決策優(yōu)化。例如，在物聯(lián)網(wǎng)背景下開展數(shù)字孿生應(yīng)用時(shí)，利用三維可視化手段直觀展示實(shí)物數(shù)據(jù)或信息時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)各類問題和不確定因素，并提前制定預(yù)案和解決方案。
