數(shù)字孿生,英文名叫Digital Twin(數(shù)字雙胞胎),也被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像。
它的官方定義非常復雜,是這么說的:
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、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。
看暈了吧?其實,簡單來說,數(shù)字孿生就是在一個設備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”。
這個“克隆體”,也被稱為“數(shù)字孿生體”。它被創(chuàng)建在信息化平臺上,是虛擬的。
也許你會說,這不就是電腦上的設計圖紙嘛?CAD搞搞不就有了?
其實不然。相比于設計圖紙,數(shù)字孿生體最大的特點在于:它是對實體對象(姑且就稱為“本體”吧)的動態(tài)仿真。也就是說,數(shù)字孿生體是會“動”的。
而且,數(shù)字孿生體不是隨便亂“動”。它“動”的依據(jù),來自本體的物理設計模型,還有本體上面?zhèn)鞲衅鞣答伒臄?shù)據(jù),以及本體運行的歷史數(shù)據(jù)。
說白了,本體的實時狀態(tài),還有外界環(huán)境條件,都會復現(xiàn)到“孿生體”身上。
如果需要做系統(tǒng)設計改動,或者想要知道系統(tǒng)在特殊外部條件下的反應,工程師們可以在孿生體上進行“實驗”。這樣一來,既避免了對本體的影響,也可以提高效率、節(jié)約成本。
除了“會動”之外,理解數(shù)字孿生還需要記住三個關(guān)鍵詞,分別是“全生命周期”、“實時/準實時”、“雙向”。
數(shù)字孿生是源自工業(yè)界的概念。在工業(yè)制造領(lǐng)域,有一個詞叫做“產(chǎn)品生命周期管理(PLM)”。相信很多人都聽說過。
全生命周期,是指數(shù)字孿生可以貫穿產(chǎn)品包括設計、開發(fā)、制造、服務、維護乃至報廢回收的整個周期。它并不僅限于幫助企業(yè)把產(chǎn)品更好地造出來,還包括幫助用戶更好地使用產(chǎn)品。
而實時/準實時,是指本體和孿生體之間,可以建立全面的實時或準實時聯(lián)系。兩者并不是完全獨立的,映射關(guān)系也具備一定的實時性。
雙向,是指本體和孿生體之間的數(shù)據(jù)流動可以是雙向的。并不是只能本體向?qū)\生體輸出數(shù)據(jù),孿生體也可以向本體反饋信息。企業(yè)可以根據(jù)孿生體反饋的信息,對本體采取進一步的行動和干預。