1。数字双胞胎开发背景
“双胞胎”的概念起源于NASA的“ ”，该项目是建造两个相同的航天器，其中一个是将其推入太空进行任务，而另一个则留在地球上以反映该太空中的航天器。任务期间的工作状态，从而帮助工程师分析和处理太空中的紧急情况。当然，这里的两个航天器是真实的物理实体。
大约在2003年，数字双胞胎的想法首次出现在美国密歇根大学教授的全生周期管理课程中。但是，当时尚未正式提出过“双胞胎”一词，如下图所示，这个想法被称为“理想的plm（）”。然而，数字双胞胎的基本思想反映在这个概念中，即虚拟空间中构建的数字模型与物理实体相互作用，忠实地描述了物理实体整个生命周期的操作轨迹。
数字双胞胎可视化技术
Co.，Ltd。是国家级别和中国高科技企业， Urban Brain 的发起人，也是中国科学院创新与发展研究所主任。它得到了权威研究机构的前沿科学研究成就的支持，例如中国科学院，大学和 。 ，使用3DGIS +视频融合 +时空位置智能（LI）技术来创建“真实场景数字双胞胎”，独立开发了真实场景Twin ，PAAS平台，真实场景Twin Twin 和Real 以及其他产品在数字村庄，军事行业，铁路运输，紧急响应，智能城市/智能公园和其他领域的建设，丰富的实施经验和实践成果的建设已积累。输入→【 官方网站】更多信息。
PLM中的概念概念
直到2010年，“双胞胎”一词是在NASA的技术报告中正式提出的，并被定义为“集成了多物理数量，多尺度和多概率的系统或飞机模拟过程”。 2011年，美国空军探索了数字双胞胎在飞机健康管理中的应用，并详细讨论了实施数字双胞胎的技术挑战。 2012年，美国国家航空航天局（NASA）和美国空军共同发表了一篇关于数字双胞胎的论文，指出数字双胞胎是推动未来飞机开发的关键技术之一。在接下来的几年中，越来越多的研究将数字双胞胎应用于航空航天场，包括机身设计和维护，飞机能力评估，飞机故障预测等。
数字双胞胎可视化
数字双胞胎行业应用
近年来，数字双胞胎越来越广泛地传播。同时，由于新一代信息技术（例如物联网，大数据，云计算和人工智能）的发展，数字双胞胎的实现逐渐成为可能。在此阶段，除了航空航天领域，数字双胞胎还用于电力，船舶，城市管理，农业，农业，建筑，制造，石油和天然气，保健和环境保护等行业，如上图所示。尤其是在智能制造领域，数字双胞胎被认为是实现制造信息世界和物理世界的互动和整合的有效手段。许多著名公司（例如空中客车公司，洛克希德·马丁，西门子等）和组织（例如德勤，中国科学技术智能制造协会）对数字双胞胎非常重视，并开始探索基于新的智能生产模型数字双胞胎。
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2。数字双胞胎的定义和典型特征
标准化组织中的定义：数字双胞胎是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字表达式，可确保物理和虚拟状态之间相同速率的收敛性，并提供物理实体或过程过程的整个生命周期。集成视图以帮助优化整体性能。
学术定义：数字双胞胎是创建虚拟实体的技术手段，以数字方式创建物理实体，使用历史数据，实时数据，算法模型等来模拟，验证，预测和控制物理实体的整个生命周期过程。
从根本上讲，数字双胞胎可以定义为不断发展的数字材料，有助于优化历史和当前行为的业务绩效。数字双胞胎模型基于一系列范围的大规模，累积，实时，现实世界中的数据测量。
业务的定义：数字双胞胎是用于理解，预测和优化绩效以实现改进业务成果的资产和流程的软件表示。数字双胞胎由三个部分组成：数据模型，一组分析或算法以及知识。
数字双胞胎长期以来一直在该行业中立足，并且在整个价值链中彻底改变了过程。作为产品，生产过程或性能的虚拟表示，它可以实现各种过程阶段的无缝链接。这可以不断提高效率，最小化故障率，缩短开发周期并打开新的商机：换句话说，它可以创造持久的竞争优势。输入→【 官方网站】更多信息。
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从数字双胞胎的定义来看，可以看出数字双胞胎具有以下典型特征：输入→[ 官方网站]以获取更多信息。
1。互操作性：数字双胞胎中的物理对象和数字空间可以在两个方向上映射，动态交互并实时连接。因此，数字双胞胎有能力映射具有多种数字模型的物理实体，并且可以在不同的数字模型之间进行转换。合并并建立“表达”的相同性。
2.可伸缩性：数字双技术具有集成，添加和替换数字模型的能力，并可以扩展多尺度，多物理和多级模型内容。
3.实时：数字双技术需要数字化，即以计算机认可和处理的方式管理数据，以表征随时间轴变化的物理实体。所代表的对象包括外观，状态，属性和内部机制，形成了物理实体的实时状态的数字虚拟身体映射。
4。富达”：数字双胞胎的忠诚是指描述数字虚拟身体模型和物理实体的邻近性。需要虚拟体和实体不仅应维持几何结构的高度模拟，而且还应在状态，相位和时态进行模拟。 。值得一提的是，在不同的数字双胞胎方案中，同一数字虚拟体的模拟程度可能不同。例如，在操作情况的情况下，它可能只需要描述虚拟体的物理特性，而不需要注意化学结构的细节。
5。闭环：数字双胞胎中的数字虚拟主体用于描述物理实体的视觉模型和内部机制，以促进对物理实体状态数据的监视，分析和推理，优化过程参数并运行参数，并实现决策功能。也就是说，将大脑赋予虚拟身体和物理实体。因此，数字双胞胎具有闭环。
数字双胞胎可视化案例项目应用
3。数字双胞胎和其他技术之间的差异输入→[ 官方网站]更多信息。
数字双胞胎和仿真（）：仿真技术之间的差异是一种模型技术，它使用仿真硬件和仿真软件来使用仿真实验，并使用某些数值计算和解决问题来反映系统的行为或过程。它将包括确定性定律和完整的机制。将模型转换为模拟物理世界的软件的方法是依靠正确的模型和完整的信息和环境数据来反映物理世界的特征和参数。仿真技术只能模拟离线的物理世界，并且没有分析和优化的功能，因此它没有数字双胞胎的实时和闭环特征。
数字双胞胎需要依靠包括模拟，实际测量和数据分析在内的手段，以感知，诊断和预测物理实体的状态，从而优化物理实体并发展自己的数字模型。模拟技术是创建和运行数字双胞胎的核心技术，是数字双胞胎实现数据交互和集成的基础。在此基础上，数字双胞胎必须依靠并集成其他新技术来与传感器在线合作，以确保其忠诚，实时和闭环性质。
数字双胞胎和信息物理系统（CPS）之间的差异：数字双胞胎和CP都使用数字手段来构建服务现实的系统。其中，CPS属于系统实施，而数字双胞胎则专注于技术实施，例如模型构建。 CPS是一种复杂的结构，可以通过高级信息技术和自动控制技术的集成，在物理空间和虚拟空间中与人类，机器，对象，环境和信息中人类，机器，对象，环境和信息的元素进行合作。系统，实现按需响应，快速迭代以及系统内资源配置和操作的动态优化。
与集成了计算，网络和物理环境的多维复杂系统CP相比，数字双胞胎的构建作为构建CPS系统的启示技术基础，是CPS的具体物质化。数字双胞胎的应用包括产品，生产线，工厂和研讨会，它们与CPS面临的产品，设备和系统直接相对应。在其建立开始时，数字双胞胎明确定义了以数据和模型为主要元素构建的基于模型的系统工程，这更适合于人工智能或大数据等数据处理任务。
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数字双胞胎和数字主线（）：数字主线之间的差异被认为是每个阶段中产品模型进化和利用的通信渠道。它是基于产品的整个生命周期的业务系统，涵盖了产品概念，设计，供应链，制造和售后服务。所有方面。在产品的整个生命周期中，通过提供访问，集成和转换不同/分散的数据为可行信息的能力来告知决策者。
数字主线也是一个通信框架，允许连接到数据流，并提供了生命周期每个阶段功能的集成视图。数字主线有能力为产品数字双胞胎提供访问，集成和转换功能。它的目标是连接产品生命周期和价值链，并实现全面的可追溯性，信息互动和价值链协作。可以看出，产品的数字双胞胎是对象，模型和数据，而数字主线是方法，通道，链接和接口。
简而言之，在数字双胞胎的广义模型中，有一些相互关联的小型模型。数字主线可以阐明这些小型模型之间的关系并提供支持。因此，从整个生命周期的广义角度来看，主要数字线属于整个生命周期的数字双胞胎。
数字双胞胎和资产外壳之间的差异：来自行业4.0的资产管理外壳是一组描述语言和建模工具，因为工业4.0组件以来，德国开发的工具可以使设备，组件和其他企业可以互操作性和互操作性来实现资产。凭借其建模语言，工具和通信协议，企业在形成生产线时可以具有共同的接口，也就是说，它们可以实现“插头”，大大减少工程配置的时间，并在系统之间更好地实现。互操作性。
2。 开发了数字双处理系统
自从数字双胞胎和资产管理外壳出现以来，更多的观点被视为美国和德国工业文化差异的表现。实际上，与“管家”相比，就像在管理和支持中起作用的资产管理外壳一样，数字双胞胎就像是“执行者”，从设计，模型和数据开始，感知和优化物理实体，同时促进传感器和设计。软件，物联网和新技术的更新和迭代。但是，基于两者的技术实施水平的相似性，德国目前正在努力将资产管理外壳转变为支持数字双胞胎的基本技术。
