数字模拟制造及仿真技术(智能制造的核心技术之数字孪生)

以下文章来源于智造苑，作者小智

导读

全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner在2019年十大战略科技发展趋势中将数字孪生作为重要技术之一，其对数字孪生的描述为：数字孪生是现实世界实体或系统的数字化体现。

文章来源

本文改编自：《智能制造概论》，已由清华大学出版社出版。作者：中国工程院李培根院士、华中科技大学高亮教授。

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数字孪生的概念

全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner在2019年十大战略科技发展趋势中将数字孪生作为重要技术之一，其对数字孪生的描述为：数字孪生是现实世界实体或系统的数字化体现。

关于数字孪生的定义很多。陶飞教授在自然杂志的评述中认为，数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径，可将物理实体和系统的属性、结构、状态、性能、功能和行为映射到虚拟世界，形成高保真的动态多维／多尺度／多物理量模型，为观察物理世界、认识物理世界、理解物理世界、控制物理世界、改造物理世界提供了一种有效手段。

CIMdata推荐的定义是：“数字孪生（即数字克隆）：是基于物理实体的系统描述，可以实现对跨越整个系统生命周期可信来源的数据、模型和信息进行创建、管理和应用。”此定义简单，但若没有真正理解其中的关键词（系统描述，生命周期，可信来源，模型），则可能产生误解。

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数字孪生的模型

2.1/数字孪生的概念模型

基于数字孪生的文字定义，图2给出数字孪生的五维概念模型。

数字孪生五维概念模型是一个通用的参考架构，能适用不同领域的不同应用对象。

其次，它的五维结构能与物联网、大数据、人工智能等新信息技术集成与融合，满足信息物理系统集成、信息物理数据融合、虚实双向连接与交互等需求。

再次，孪生数据（DD）集成融合了信息数据与物理数据，满足信息空间与物理空间的一致性与同步性需求，能提供更加准确、全面的全要素/全流程/全业务数据支持。服务（Ss）对数字孪生应用过程中面向不同领域、不同层次用户、不同业务所需的各类数据、模型、算法、仿真、结果等进行服务化封装，并以应用软件或移动端