谈一谈：数字孪生简单概述

小雨敲窗y · 发表于 2023-3-17 17:42:39

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数字孪生相关定义与特征

数字孪生是具有数据连接的特定物理体或过程的数字化表达，?该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛．并提供物理体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于化整体性能。

数字孪生特征：

1互动操作性

数字孪生中的物理对象和数字空间能够双向映、动态交互和时连接，因此数字孪生其备以多样的数字模型映物理体的能力，具有能够在不同数字模型之间转换、合并和建立“表达”的等同性。

2可扩展性

数字孪生技术具备集成、添加和替换数字模型的能力，能够针对多尺度、多物理、多层级的模型内容进行扩展。

3闭环性

数字孪生技术要求数字化，即以一种计算机可识别和处理的方式管理数据以对随时间轴变化的物理体进行表征。表征的对象包括外观、状态、属性、内在机理，形成物理体时状态的数字虚体映。?

4保真性

数字孪生的保真性指描述数字虚体模型和物理休的接近性。要求虚体和体不仅要保持几何结构的高度仿真，在状态、相态和时态上也要仿真。在不同的数字孪生场景下，同一数字虚体的仿直程度可能不同。例如工况场景中可能只要求描述虚体的物理性质，并不需要关注化学结构细节。

5时性

数字孪生中的数字虚体，用于描述物理体的可视化模型和内在机理，以便于对物理体的状态数据进行监视、分析推理、化工艺参数和运行参数，现决策功能，即赋予数字虚体和物理体一个大脑。因此数字孪生具有闭环性。

数字孪生生态系统

数字孪生生态系统由基础支撑层、数据互动层、模型构建与仿真分析层、共性应用层和行业应用层组成。其中基础支撑层由具体的设备组成．包括工业设备、城市建筑设备、交通工具、医疗设备组成。数据互动层包括数据采集、数据传输和数据处理等内容。模型构建与仿真分析层包括数据建模、数据仿真和控制。共性应用层包括描述、诊断、预测、决策四个方面。行业应用层则包括智能制造、智葱城市在内的多方面应用。

数字孪生生命周期

数字孪生中虚拟体的生命周期包括起始、设计和开发、验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和退役，物理体的生命周期包括验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和回收利用。值得指出的是，一是虚拟体在全生命周期过程中与物理体的相互作用是持续的，在虚拟体与物理体共存的阶段，两者应保持相互关联并相互作用。二是虚拟体区别于物理体的生命周期过程中，存在迭代的过程。虚拟体在验证与确认、部署、操作与监控，重新评估等环节发生的变化，可以迭代反馈至设计和开发环节。

数字孪生功能视角

从数字孪生功能视角，可以看到数字孪生应用需要在基础设施的支撑下现。物理世界中产品、服务或过程数据也会同步至虚拟世界中，虚拟世界中的模型和数据会和过程应用进行交互。向过程应用输入激励和真世界信息．可以得到包括化、预测、仿真、监控、分析等功能的输出。

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