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什么是数字孪生,为什么数字孪生对物联网很重要?

2021-01-21

数字孪生是物理设备的虚拟副本,数据科学家和IT专业人员可以在构建和部署实际设备之前使用数字孪生来运行模拟。数字孪生还改变了物联网,人工智能和分析等技术的优化方式。

数字孪生技术已经超越了制造业,进入了物联网,人工智能和数据分析的融合世界 。

随着更复杂的“事物”与产生数据的能力联系在一起,拥有数字等同物使数据科学家和其他IT专业人员能够优化部署以实现最高效率并创建其他假设场景。

数字孪生

什么是数字孪生?

数字孪生是物理对象或系统的数字表示。数字双胞胎背后的技术已经扩展到包括建筑物,工厂甚至城市之类的大型项目,并且有人说人员和流程可以拥有数字双胞胎,从而进一步扩展了这一概念。这个想法首先出现在NASA:早期太空舱的完整模型在地面上用于镜像和诊断轨道中的问题,最终被全数字模拟所取代。

在三到五年内,“数十亿个事物将由数字双胞胎,物理事物的动态软件模型或一年后,到2020年,估计有210亿个连接的传感器和端点,数字孪生将在不久的将来存在数十亿个事物。”

从本质上讲,数字孪生是一种计算机程序,它将有关物理对象或系统的真实数据作为输入,并生成有关物理对象或系统将如何受到这些输入影响的预测或模拟作为输出。

数字孪生如何工作?

数字孪生的诞生由专家(通常是数据科学或应用数学专家)建立。这些开发人员研究了被模仿的物理对象或系统基础的物理学,并使用这些数据来开发数学模型,该模型可以模拟数字空间中的真实世界原始图像。

双胞胎的构造使其可以接收来自传感器的输入,这些传感器从真实世界的对口收集数据。这使双胞胎可以实时仿真物理对象,在此过程中可以洞察性能和潜在问题。双胞胎也可以根据其物理对应物的原型进行设计,在这种情况下,双胞胎可以在产品精致时提供反馈;在构建任何物理版本之前,双胞胎甚至可以自己作为原型。

数字化双用例

数字孪生业务应用程序存在于多个领域:

制造业是数字双胞胎部署最广泛的领域,工厂已经在使用数字双胞胎来模拟其流程; 汽车数字双胞胎之所以成为可能,是因为汽车已经装有遥测传感器,但是随着越来越多的自动驾驶汽车上路,完善技术将变得更加重要。 医疗保健是产生上述数字双胞胎的领域。创可贴大小的传感器将健康信息发送回数字双胞胎,用于监测和预测患者的健康状况。

数字孪生和物联网

显然,物联网传感器的爆炸式增长使数字孪生成为可能。随着物联网设备的完善,数字孪生方案可以包含较小和较不复杂的对象,从而为公司带来更多好处。

数字孪生可用于根据可变数据预测不同的结果。这类似于科幻电影中经常出现的运行模拟场景,其中在数字环境中证明了可能的场景。借助额外的软件和数据分析,数字孪生通常可以优化IoT部署,以实现最高效率,并帮助设计人员在实际部署之前弄清楚应该去哪里或如何操作。

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