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5G 黑科技之数字孪生:未来制造业的基石

文章作者:来源:www.xax495.com时间:2020-01-31



01数字双胞胎不仅仅是重复

双胞胎,即双胞胎;顾名思义,数字双胞胎是数字形式的双胞胎。

在“数字双胞胎”中,双胞胎之一是现实世界中存在的实体,从小零件到大工厂,简单如螺丝,复杂如人体结构。

另一对双胞胎只存在于虚拟和数字世界,这是数字技术创造的真实世界的镜像。

以家用电脑为例,Word文档和打印文档是“数字双胞胎”。以导航软件为例,城市中的物理道路和软件中的虚拟道路也是“数字双胞胎”。

由数码双生子技术生成的汽车3D模型

照片来源:《数码双生子城市》白皮书

此外,这款数码双生子不仅是真实实体的虚拟表示,还可以模拟真实环境中物体的行为。因此,可以说,数字结对是在虚拟空间中数字地呈现物理对象,并在真实环境中模拟它们的行为特征。

02双数有什么用?

数字双胞胎的概念有什么用?

首先,它可以通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等各种数字手段将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中。以形成可重复拆卸、复制、转移、修改、删除和操作的数字图像。

这大大加快了操作员对物理实体的理解,并刺激了设计活动,如模拟、批量复制和虚拟装配。

在过去,没有数字模型的帮助,制造一个产品需要多次迭代。

现在,利用数字模型的设计技术,很容易在虚拟三维数字空间中修改零件和产品的尺寸和装配关系,使得几何结构和装配可行性的验证更加简单,大大减少了迭代过程中物理原型制造的次数、时间和成本。

此外,通过收集有限物理传感器索引的直接数据并使用大样本库,数字孪生还可以推断出一些不能通过机器学习直接测量的索引。因此,可以评估当前状态,可以诊断过去的问题,并且可以预测未来的趋势。分析结果可用于模拟各种可能性,并提供更全面的决策支持。

例如,对于大型设备运行中的各种故障特征,传感器的历史数据可以通过机器学习来训练不同故障现象的数字特征模型。结合专家处理的记录,数字特征模型可以为未来设备故障状态的准确判断奠定基础,最终形成自主的智能诊断和判断。

03富应用程序场景

1。数字孪生,5G应用落地强力风口

数字孪生是5G物联网时代的一个重要场景应用。

5G网络的场景包括EmB(高带宽)、mMTC(大连接)和URLLC(高可靠性和低延迟)。大量的应用场景和模式都源自这三个方面。

eMBB全面提升网络速度和网络体验;MMTC连接更多智能终端,实现一切互联。由于其高可靠性和低延迟,URLLC被应用于要求高精度的行业,如自动驾驶和移动医疗。

数字双胞胎是上述应用场景的衍生产品之一。

5G衍生使能产业链

数据源:《数字双城》白皮书,国泰君安证券研究

目前,数字双城技术主要用于工业制造,尤其是汽车和电子制造。工业互联网是全球工业系统与先进计算、分析、归纳技术和互联网连接相结合的结果。有许多关键技术可以推动工业互联网走向完美。然而,数字双胞胎最能体现工业互联网“助燃剂”5G的拉动作用。

未来工业物联网的核心应用基础是数据。无论是生产线上的工业设备,还是城市里的垃圾箱和灯杆,都需要收集起来并映射到数字世界,所以数字结对是不可或缺的。

2。数字双胞胎有助于大大提高制造效率“促进设计和制造中的高效协作”

一旦设计发生变化,制造过程可以很容易地在数字双模型中更新,并且完成各种任务和所有不同过程所需的时间可以集成在一起进行分析和规划,直到产生令人满意的制造过程方案。

确保设计和制造的准确执行

在数字孪生模型中模拟和评估不同的生产策略,通过结合大数据分析和统计技术,快速找出有空闲时间的流程。

调整策略后,模拟和模拟整个生产系统的性能,进一步优化和实现所有资源利用率的最大化,确保所有过程中的所有人尽最大努力实现盈利能力的最大化。

例如,数字结对车间是数字结对技术在制造业中的典型应用,也是突破制造业的物理世界和信息世界之间互动交流瓶颈的典型范例。

数字孪生车间主要由物理车间、虚拟车间、车间服务系统3360 WSS和车间数字孪生数据组成。其中:

physical workshop是车间的客观实体集合,主要负责接收WSS发布的生产任务,严格按照虚拟车间模拟优化的预定义生产指令执行生产活动和完成生产任务。

虚拟车间(Virtual workshop)是物理车间忠实的、完全数字化的镜子,主要负责生产计划/活动的模拟、评估和优化,以及生产过程的实时监控、预测和控制。

WSS是由数据驱动的各种服务系统功能的集合或总称。主要负责为车间的智能管理和控制提供系统支持和服务,如生产要素、生产计划/活动、生产流程等的管理和优化服务。

workshop twinning data是与物理车间、虚拟车间和WSS相关的数据集合,以及三者数据融合产生的派生数据,是物理车间、虚拟车间和WSS运行和互动的驱动力。

3。数字双胞胎技术的应用场景想象

数字双胞胎技术的应用场景非常大。将来,它将在许多方面改变我们的工作和生活。应用场景涉及所有方面。

智能城市管理

将数字孪生技术应用于智能城市管理将使城市更加安全。街道、社区、娱乐、商业,甚至电力线、变电站、污水系统、供水和排水系统等。都有数字双胞胎,这使得监控和管理城市的每个部分变得更加容易和方便。

工业设备监控

工厂设备可通过数字孪生技术复制。我们可以使用数字双设备来了解设备的内部运行机制。将数字模型与物理设备结合使用,可以了解设备的运行数据,提高故障预测和维护的效率。

健康管理

个人数字双胞胎可以通过医学检查、扫描仪器和可穿戴设备复制。比智能手镯更智能的是,我们可以获得数字双胞胎各部分的运动变化数据,更有效地管理个人健康。

大脑活动的监控和管理

人脑非常复杂,大脑活动更难跟踪和研究。大脑的思维方式和运动知觉的功能都是研究者研究的重点和难点。数字孪生技术在脑部研究中的应用有助于未来脑部疾病患者的治疗。

虽然数字结对技术总体上还处于初级阶段,但可以肯定的是,在数字时代的未来,数字结对将彻底改变我们发现、认识和改造世界的方式,未来的世界将有很多东西可以提供。

数字双胞胎是5G激励产业链中的重要一环。作为5G的衍生应用,数字结对加速了物联网的形成和物联网设备的数字化,这与三种5G场景中的任何一种场景的互连需求都有很强的耦合。此外,数字结对也是5G推动工业互联网发展过程中的催化剂。数字结对在5G时代是不可或缺的。

来源:钛媒体