2010年,美国陆军环境医学研究所的“阿凡达”单兵项目正式启动。该所研究人员希望给每名军人都创建出自己的数字虚拟形象,无论高矮胖瘦和脾气秉性。目前已经成功地开发了250名“阿凡达”单兵。在一个复杂的虚拟训练系统中,研究人员让这些虚拟单兵穿上不同的作战服,变换不同的姿势和位置,不断加载战场环境的数字孪生体来进行各种逼真的高风险模拟,从而替代实战测试。通过各种数字化测试来找出他们的弱点,甚至模拟各种恶劣气候环境来测试这些单兵的生理环境适应能力。所有测试过程无人身危险,可以随意反复试验。可以说,数字孪生不但持续发生在物理孪生体全生命周期中,而且会超越物理孪生体生命周期,在数字空间持久存续。因此,充分利用数字孪生可在智能制造中孕育出大量新技术和新模式。国内某智能制造企业成功部署数字孪生系统,实现生产线全流程可视化监控。南京文旅数字孪生报价

多源数据融合是数字孪生实现的基础,它将来自不同数据源、不同类型、不同格式的数据整合在一起,为数字孪生模型提供完整、准确的数据支持55。在数字孪生系统中,数据来源主要包括传感器数据、历史数据、第三方系统数据等,这些数据的融合面临着诸多挑战。数据来源多样性挑战:数字孪生系统的数据来源很广,包括各种类型的传感器、数据库、第三方系统等,数据格式不统一,整合难度大55。例如,在智能工厂中,数据可能来自生产设备的传感器、ERP 系统、MES 系统等,这些系统的数据结构和格式各不相同。文旅数字孪生共同合作虚拟调试环境应具备物理规则引擎,能够模拟重力、摩擦等基础力学效应。

预测性维护:数字孪生在预测性维护方面具有明显优势。通过建立设备的数字孪生模型,企业可以实时监测设备的运行状态,预测设备的剩余使用寿命和潜在故障,实现设备的主动维护和维修,减少设备停机时间,降低维护成本35。例如,某大型电力公司采用数字孪生技术对其电网系统进行管理,通过建立设备的数字孪生模型,提前预ce变压器、断路器等关键设备的潜在故障,合理安排设备检修计划,使设备故障率降低了 30%,检修成本降低了 20%25。数字线程技术:数字线程是数字孪生在智能制造中的延伸,它通过建立贯穿产品全生命周期的数字化连接,实现产品设计、制造、运维等环节的数据共享和协同,提高产品开发效率和质量36。例如,洛克希德・马丁公司借助数字主线与数字孪生技术实现对 F-35 生产全流程中的数据与模型的充分利用,明显提高了 F-35 的生产效率;美国诺格公司借助数字孪生支撑 F-35 生产质量管控,改进了工艺流程,缩短了决策时间36。
在探析数字孪生的商业价值时,企业须重点考虑战略绩效与市场动态相关问题,包括持续提升产品绩效、加快设计周期、发掘新的潜在收入来源,以及优化保修成本管理。更为重要的是,与传统项目不同,数字孪生并不会在有所收效后戛然而止。要长期在市场占据独特优势,企业应不断在新的业务领域再次进行尝试。同时,企业须将数字化技术与数字孪生渗透至整个组织结构,涵盖研发与销售,并运用数字孪生改变企业的业务模式及决策过程,从而源源不断地为企业开创新的收入来源。教育培训领域借助数字孪生创建沉浸式实训环境,降低高危行业实操风险与培训成本。

通用电气(GE)利用数字孪生技术,为旗下的9HA.02型燃气轮机打造了一个“数字分身”。这个分身不仅能实时监测燃气轮机的运行状态,还能通过机器学习算法预测其健康状况,提前发现潜在故障。据GE官方报告,这项技术让燃气轮机的维护成本降低了25%,效率提升了1.5个百分点。2018年,日本船舶技术研究协会(JSRPA)启动了一项雄心勃勃的计划——利用数字孪生技术提升船舶安全性。他们通过创建船体结构的高精度数字模型,结合有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)技术,实时监测船体状态,预测潜在风险。这项技术让船舶的维护周期延长了20%,维护成本降低了15%。水利部试点数字孪生流域项目,提升防汛调度决策准确度。太仓工业数字孪生大概多少钱
航空航天领域通过数字孪生技术成功降低原型机测试成本约28%。南京文旅数字孪生报价
数字孪生指将物理实体镜像映射到虚拟空间,生成一个“数字双胞胎”,在虚拟空间中的克隆体可以通过物联网实现数据实时双向互联互通,从而反映对应物理实体的全生命周期过程,在整合底层数据信息的基础上进行仿真预测,为优化决策赋能。数字孪生通过构建数字孪生体并对其全生命周期进行模拟分析,为优化决策提供依据,这需要数据能力与建模能力作为底层支持。数字孪生通过传感器等媒介,采集人、物等物理实体的数据,通过物联网技术传输实时状态数据,在内部进行数据标记与管理,构成底层数据池。具有底层数据做支撑后,数字孪生将基于现实世界建模,构建一个与现实世界基本致的数字世界,再通过仿真等技术模拟物理世界的规律,实现状态预测、问题诊断等功能,反馈现实世界决策。南京文旅数字孪生报价