大禹數(shù)字孿生系統(tǒng)

2021-10-15 2396

大禹數(shù)字孿生系統(tǒng)

數(shù)字孿生平臺

（1）數(shù)字孿生的概念：數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概念的仿真過程，可在虛擬空間中完成物理映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實交融的格局。數(shù)字孿生技術橋接著物理世界和數(shù)字世界。

簡單地說，數(shù)字孿生是物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)字化。數(shù)字孿生通過使用傳感器收集有關物理項目的實時數(shù)據(jù)，充當物理世界和數(shù)字世界之間的橋梁。然后，這些數(shù)據(jù)用于創(chuàng)建項目的數(shù)字副本，從而允許對其進行理解、分析、操作和優(yōu)化。

（2）數(shù)字孿生的必然性：隨著產品生命周期的縮短、產品定制化程度的加強，以及企業(yè)必須同上下游建立起協(xié)同的生態(tài)環(huán)境，這迫使企業(yè)不得不采取數(shù)字化的手段來加速產品的開發(fā)，提高開發(fā)、生產、服務的有效性及提高企業(yè)內外部環(huán)境的開放性。

設計人員可能不再需要依賴于通過開發(fā)實際的物理原型來驗證設計理念，也無需通過復雜的物理實驗才能驗證產品的可靠性，不需要進行小批量試制就可以直接預測生產的瓶頸，甚至不需要去現(xiàn)場就可以洞悉銷售給客戶的產品運行情況。這種方式，無疑將貫穿整個產品的生命周期，不僅可以加速產品的開發(fā)過程，提高開發(fā)和生產的有效性和經濟性，更有效地了解產品的使用情況并幫助客戶避免損失，更能精準地將客戶的真實使用情況反饋到設計端，實現(xiàn)產品的有效改進。

（3）數(shù)字孿生平臺的運用：

全景展示：數(shù)字孿生平臺數(shù)字化全景展示把“實體空間”和“虛擬呈現(xiàn)”融合在一起，通過傳感器采集“實體空間”生命周期過程中的所有實時數(shù)據(jù)，在“虛擬呈現(xiàn)”環(huán)境中用三維實現(xiàn)集成展示及更多的分析、模擬、演練、監(jiān)控功能，使虛擬環(huán)境的空間仿真與現(xiàn)實中的無縫融合。

遠程監(jiān)控：可視化監(jiān)控可以直觀地掌握相關水域的實時狀態(tài)，可遠程對其屬性、狀態(tài)等參數(shù)進行直觀觀察，可節(jié)省大量時間和人力，管理人員可以實現(xiàn)隨時隨地接受最新水域參數(shù)信息。

預報預警管理：數(shù)字孿生平臺通過精準的測量物理實體的屬性、參數(shù)和運行狀態(tài)，再結合物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析和人工智能的建模分析，可以優(yōu)先對當前狀態(tài)進行評估，根據(jù)以往數(shù)據(jù)對比，以及對未來趨勢的預測，當出現(xiàn)問題時，可以提前預警預報。

（4）數(shù)字孿生平臺的優(yōu)勢：

更便捷，更適合創(chuàng)新

數(shù)字孿生通過設計實物、仿真實物、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等各種數(shù)字化的手段，將物理設備的各種屬性映射到虛擬空間中，形成可拆解、可復制、可轉移、可修改、可刪除、可重復操作的數(shù)字鏡像，這極大地加速了操作人員對物理實體的了解，可以讓很多原來由于物理條件限制、必須依賴于真實物理實體而無法完成的操作，成為觸手可及的事情，更能激發(fā)人們去探索新的途徑來優(yōu)化服務。

更全面地測量

只要能夠測量，就能夠改善，這是各領域不變的真理。無論是設計、制造還是服務，都需要精準的測量物理實體的各種屬性、參數(shù)和運行狀態(tài)，以實現(xiàn)精準地分析和優(yōu)化。但是傳統(tǒng)的測量方法，必須依賴于價格不菲的物理測量工具和人工測量，如采集系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等，才能夠得到有效的測量結果，而這無疑會限制測量覆蓋的范圍，對于很多無法直接采集到測量的指標，往往無能為力。而數(shù)字孿生平臺，可以借助于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，通過采集的物理傳感器指標的直接數(shù)據(jù)，并借助大樣本庫，通過機器計算推測出一些原本無法測量的指標。

更全面的分析和預測能力

現(xiàn)有的產品生命周期管理很少能夠實現(xiàn)精準的預測，因此往往無法對隱藏在表象下的問題提前進行預判。而數(shù)字孿生平臺可以結合物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)的處理和人工智能的建模分析，實現(xiàn)對當前狀態(tài)的評估，對過去發(fā)生問題的診斷，以及對未來趨勢的預測，并給予分析的結果，提前預警預報。