數字孿生發展背景“孿生”的概念起源于美國國家航空航天局的“阿波羅計劃”,即構建兩個相同的航天飛行器,其中一個發射到太空執行任務,另一個留在地球上用于反映太空中航天器在任務期間的工作狀態,從而輔助工程師分析處理太空中出現的緊急事件。當然,這里的兩個航天器都是真實存在的物理實體?。
2003年美國密歇根大學教授Michael Grieves博士最早提出數字孿生概念:物理產品的數字等同體或數字孿生體概念。至此,數字孿生的基本思想已經有所體現,即在虛擬空間構建的數字模型與物理實體交互映射,忠實地描述物理實體全生命周期的運行軌跡。
2011年3月美國空軍研究實驗室首次提出“Digital Twin”一次,并明確了狹窄定義是:集成了多物理量、多尺度、多概率的系統或飛行器仿真過程。
2012年起美國通用電氣公司在為美國國防部提供F-35聯合攻擊機解決方案的時候,利用了數字孿生體的價值:基于狀態的維護+結構完整性&戰斗機機體數字孿生;2015年,國務院公布《中國制造2025》,強調信息化和工業化深度融合,引領制造方式的變革;截至2018年, GE已經擁有120萬個數字孿生體正在服役:已經為每個引擎、每個渦輪、每臺核磁共振創造了一個數字孿生體;2019年至今,“數字孿生”這一術語已經被Gartner列為2019年十大戰略性技術趨勢之一。
數字孿生行業應用近年來,數字孿生得到越來越廣泛的傳播。同時,得益于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展,數字孿生的實施已逐漸成為可能?,F階段,除了航空航天領域,數字孿生還被應用于電力、船舶、城市管理、農業、建筑、制造、石油天然氣、健康醫療、環境保護等行業。特別是在智能制造領域,數字孿生被認為是一種實現制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。



數字孿生的本質: 發揮數字與物理世界的交互融合的價值