城市數(shù)字孿生為何而生

1、在智慧城市的建設(shè)中，數(shù)字孿生的核心在于構(gòu)建與城市物理空間全面映射的虛擬(信息)空間。

數(shù)字孿生概念是什么?

1、Digital Twin數(shù)字孿生：是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

2、專家解釋：數(shù)字孿生是利用物理模型、傳感器更新、運行 歷史 等數(shù)據(jù)，為實體設(shè)備或系統(tǒng)創(chuàng)造數(shù)字版“克隆體”。

3、數(shù)字孿生就是指在信息化平臺內(nèi)模擬物理實體、流程或者系統(tǒng)，即打造一個現(xiàn)實場景的數(shù)字化孿生雙胞胎。借助于數(shù)字孿生，可以在信息化平臺上了解物理實體的狀態(tài)，甚至可以對物理實體里面預定義的接口組件進行控制。

什么是數(shù)字孿生技術(shù)?

1、數(shù)字孿生又稱“數(shù)字雙胞胎”，是將工業(yè)產(chǎn)品、制造系統(tǒng)、城市等復雜物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、行為、功能和性能映射到數(shù)字化的虛擬世界。

2、數(shù)字孿生（Digital Twin）是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬物理實體在現(xiàn)實環(huán)境中的行為。

3、數(shù)字孿生 Digital Twin是一種超越現(xiàn)實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。拓展：Digital Twin是與Digital Thread，既相互關(guān)聯(lián)，又有所區(qū)別的一個概念。

數(shù)字孿生技術(shù)的過去、現(xiàn)在和未來

對他們來說，數(shù)字孿生信息技術(shù)發(fā)展到新一階段的產(chǎn)物，是典型的工業(yè)數(shù)字化技術(shù)，代表了工業(yè)制造手段與數(shù)字科技深入融合發(fā)展的未來方向。為此，他們投入了大量的資源，全力進行數(shù)字孿生技術(shù)的研發(fā)，并將其推向全球各個領(lǐng)域。

直到2010 年，“Digital Twin”一詞在NASA 的技術(shù)報告中被正式提出。近年來，數(shù)字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時，得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生的實施已逐漸成為可能。

***模擬飛行器的運行狀態(tài)，預測飛行器的未來性能和潛在故障等，甚至可以提前15~30天發(fā)現(xiàn)一些潛在的故障。數(shù)字孿生深刻改變了未來產(chǎn)品的形態(tài)，未來企業(yè)交付給客戶的產(chǎn)品將不僅僅是物理實體，而是虛實共融的孿生形態(tài)。

專家解釋：數(shù)字孿生是利用物理模型、傳感器更新、運行 歷史 等數(shù)據(jù)，為實體設(shè)備或系統(tǒng)創(chuàng)造數(shù)字版“克隆體”。

從2017年和2019年Gartner將數(shù)字孿生(Digital Twin)作為十大戰(zhàn)略性技術(shù)發(fā)布以來，數(shù)字孿生正在從虛擬產(chǎn)品生命周期管理、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)，發(fā)展為企業(yè)數(shù)字化的核心通用技術(shù)。

3D數(shù)字孿生可視化是如何應用的?三維物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)有什么作用?

可以實現(xiàn)城市內(nèi)部和外部的可視、可以實時顯示更新推送的數(shù)據(jù)。從不同的角度來說，可以將現(xiàn)實數(shù)據(jù)在三維景象中呈現(xiàn)，搭建城市的監(jiān)控、查詢、分析、匯報、顯示統(tǒng)一的可視化管理系統(tǒng)。

制造領(lǐng)域應用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要體現(xiàn)在數(shù)字化以及智能化的工廠改造上，包括工廠機械設(shè)備監(jiān)控和工廠的環(huán)境監(jiān)控。未來應提高工業(yè)設(shè)備的數(shù)字化水平，挖掘原有設(shè)備數(shù)據(jù)的價值，提高設(shè)備間的協(xié)同能力。

構(gòu)建港口的三維展示、監(jiān)控、告警、定位、分析一體化的3D可視化平臺；達到數(shù)據(jù)全面集成、信息直觀可視、預警實時智能、處置規(guī)范高效等效果，為物流監(jiān)控指揮中心實現(xiàn)扁平化、集約化運作發(fā)揮強大的作用。

數(shù)字孿生 3D 可視化系統(tǒng)能實現(xiàn)風力發(fā)電機組、升壓站、配電室的漫游巡檢和遠程監(jiān)測。場景內(nèi)設(shè)置了漫游動畫、暫停動畫、停止動畫、初始視角四個按鈕，針對不同的場景可進行***人稱視角漫游或者無人機視角漫游。

但是數(shù)字化轉(zhuǎn)型是希望構(gòu)建新的業(yè)務企業(yè)模式。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控完全不同，智能工廠可視化的大屏幕上除了工業(yè)攝像頭的實時顯示，還有 3D 模擬全流程動畫的實時顯示。

數(shù)字孿生系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?

一是數(shù)據(jù)采集與控制實體 ，主要涵蓋感知、控制、標識等技術(shù)，承擔孿生體與物理對象間上行感知數(shù)據(jù)的采集和下行控制指令的執(zhí)行。

數(shù)字孿生與產(chǎn)業(yè)技術(shù)的深度融合，有力推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的發(fā)展進程，正成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強大推動力。在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，通過構(gòu)建工業(yè)產(chǎn)品與裝備的數(shù)字孿生，可以實現(xiàn)產(chǎn)品裝備的服役監(jiān)測和健康管理。

數(shù)字孿生（Digital Twin）是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬物理實體在現(xiàn)實環(huán)境中的行為。

其次，需要掌握數(shù)據(jù)分析和建模技能，以便能夠?qū)?a target="_blank" class="autolink">數(shù)字孿生系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、處理、建模和分析。此外，還需要了解實體物理系統(tǒng)的工作原理和特性，包括力學、熱力學、流體力學等。

數(shù)字孿生是個普遍適應的理論技術(shù)體系可以在眾多領(lǐng)域應用，在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應用較多。在國內(nèi)應用比較深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域，關(guān)注度比較高、研究比較熱的是智能制造領(lǐng)域。