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武汉理工大学机械工程学科首席教授周祖德: 数字孪生是VR和XR典型创新应用

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数字孪生是充分利用物理模型、传感器感知、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的虚拟仿真过程,完成实体空间在虚拟空间中的精准映射,通过虚实信息交互实现实体生产与装备运行全生命周期过程状态的追溯与跟踪。利用数据馈送来映射物理实体的数字孪生技术,正在对工业众多领域产生颠覆性影响。德国信息技术与新媒体协会BITKOM预测,数字孪生在制造业市场潜力巨大,到2025年将超过780亿欧元。

当前,智能制造在全世界范围内都已奏响春日序曲,数字孪生将有望成为新一轮工业革命的标配技术之一。数字孪生是VR和XR典型创新应用,它包括三个主要部分:物理空间的实体产品、虚拟空间的虚拟产品、物理空间和虚拟空间之间的数据和信息交互接口。数字孪生是通过与产品物理实体之间不断进行数据和信息交互而完善的,它的最终表现形式是产品物理实体的完整和精确数字化描述。数字孪生还可用来模拟、监控、诊断、预测和控制产品物理实体在现实物理环境中的形成过程和状态。对于制造企业来说,数字孪生有时候也用于当一个工厂的厂房及产线在没有建造之前,就完成数字化模型。

许多公司已经将数字孪生从高端领域拉到民众的眼前。例如,工业巨头GE和西门子都不约而同地在工业数字化领域引入了数字孪生的概念。西门子引用数字孪生来形容贯穿于产品生命周期各环节间一致的数据模型;而GE则借助数字孪生这一概念,实现物理机械和分析技术的融合。

未来,数字孪生的理念将不断深化和完善,它将从根本上颠覆制造业体系,数字世界与物理世界的融合将推进到制造领域、自动控制领域,以及其他如生命科学、医疗安保等领域,基于数字孪生的智能制造平台和系统也将不断推出。


责任编辑:诸玲珍


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