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工业4.0这一理念在汉诺威工业博览会上正式推出(图)

2022-07-17 09:02:10

2002年,在密歇根大学讲授的PLM(产品生命周期管理)课程中,首次提出了数字孪生的想法。当时,教授称这个想法为“Ideal for PLM”,即数字孪生原型。

然后,直到 2010 年,“数​​字孪生”一词才在 NASA 的技术报告中正式提出,并定义为“充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,整合多学科、多物理量,多尺度、多概率的模拟过程完成在虚拟空间的映射,反映相应物理设备的全生命周期过程。”

2011 年数字孪生的强度思考与实践,美国空军探索了在飞机健康管理中使用数字双胞胎,并详细讨论了实施数字双胞胎的技术挑战。

2012 年,NASA 和美国空军联合发表了一篇关于数字孪生的论文,指出数字孪生是推动未来飞机发展的关键技术之一。

在接下来的几年中,越来越多的研究将数字孪生应用于航空航天。迄今为止,得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展,数字孪生得到了越来越广泛的传播。 ,农业、建筑、制造、医疗等行业发挥着越来越大的作用。

第四次工业革命席卷全球,工业4.0概念在2013年汉诺威工业博览会上正式提出。以互联网工业化、工业智能化、产业融合为代表的基于人工智能的新技术革命,清洁能源、无人控制技术、量子信息技术、虚拟现实完美契合数字孪生的概念。随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展和成熟,以及物联网传感设备成本的下降,越来越多的工业产品和工业设备具备智能特性,数字孪生也逐渐扩大到包括在包括服务在内的整个产品周期阶段,使用大量传感器采集产品在运行阶段的环境和工作状态,并通过数据分析和优化避免产品故障,提升用户体验产品,不断丰富数字孪生的形态和理念。

数字双胞胎还可以在工业制造的各个方面发挥重要作用。在产品开发阶段,要完成产品的设计修改和尺寸组装,通常需要大量的实验和尝试,耗费大量的人力物力。使用数字孪生可以建立虚拟空间,设计师可以根据自己的想法创建虚拟空间。修改产品的设计,从而大大降低验证成本和施工时间。在制造和生产阶段,数字化建立虚拟环境,在其中进行设备诊断、过程模拟和模拟预测,可以有效防止事故的发生。在设备维护阶段,数字孪生可以通过对运行数据的采集和智能分析数字孪生的强度思考与实践,预测设备维护的最佳时间节点,不仅可以预测风险,还可以做出最高效的响应,提高产品的可靠性和可用性。

同样在城市的规划和建设中,数字孪生也可以发挥关键作用。随着城市数字模型的扩展和发展,数字孪生技术将覆盖城市中的每一个变电站、电力线、污水系统、排水系统、监控系统、高速公路网、地铁线网……城市数字孪生模型不是只有它才能优化交通,方便公共设施的维护,对城市未来的规划起到辅助决策作用。

这个时代是智能化的时代,是企业从数字化向智能化转型的重要阶段。智能可能是人机联合决策或机器决策,而数字孪生的应用过程往往涉及人机交互或协同决策。人机协作的一个重要原因是要充分发挥人的智能和灵活性。在设计和改进过程中,人类智能占主导地位。

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