來源:本站
作者:LXZN
日期:2025-01-24
在科技浪潮洶涌澎湃的今天,數字孿生作為一顆耀眼的新星,正重塑著我們對世界的認知和掌控方式。它就像一把神奇的鑰匙,打開了現實與虛擬之間的平行世界大門。有人覺得數字孿生不過是仿真的另一種說法,事實真是如此嗎?

何為仿真?
仿真是將物理模型映射到虛擬模型(輸入到輸出,體現的是信息流),通過運行仿真模型就能評估我們的設計是否合理或滿足需求,而不需要將物理實體制造出來(如零件加工出來,產線搭建起來),從而大大降低物理實驗的成本,可以說仿真的出現是人類的一大進步。
但是就到此為止了嗎?如果仿真結果不能滿足我們的需求怎么辦?要么改輸入,要么改模型計算邏輯!比如,通過CAE分析知目前這種機械結構不能滿足強度要求,那么我們可以嘗試通過加強筋的方式修改模型輸入,重新運算仿真模型;通過plant simulation對訂單生產進行仿真時發現不能滿足交期要求,那么可以嘗試改變排隊策略(如從最短工時優先SPT變為最早交期優先EDD)。
仿真只是第一步,決策才是最終目的。

何為數字孿生?
數字孿生的本質就在于通過實時監測和仿真識別問題點,自主智能決策并影響物理世界!
數字孿生需要依靠計算機仿真、實測、數據分析、工業互聯網等技術對物體狀態進行感知、診斷和預測以優化設計。仿真技術作為創建和運行數字孿生的核心,是數字孿生實現數據交互與融合的基礎,但仿真技術本身以離線方式模擬物體,不具備數字孿生的實時性、閉環性等特征及優化功能。在此基礎上,數字孿生必須依托并集成其他新技術,與傳感器共同在線才能實現保真性、實時性與閉環性。因此,仿真技術是數字孿生實現的核心技術之一,數字孿生則是在仿真技術的基礎上,通過集成其他技術,實現更高級別的實時性、閉環性和優化功能。可以看出,數字孿生是在仿真模型信息流的基礎上,通過智能優化和大數據分析等技術,實現實時的決策計算,物理世界執行決策結果的過程就是決策流。
比如通過監控(實時監測)發現設備發生故障(異常情況),該狀況可實時輸入到數字孿生模型,調度引擎重新制定調度策略(智能決策),并將導引AGV小車至新的目的地(物理世界發生改變)。
所以,數字孿生與其說是一種技術,還不如說是一種理念,其背后是一系列的技術支撐,包括統計學(概率論、數理統計等),機器學習(監督學習、強化學習等),IoT(物聯網、傳感器、實時感知)、管理科學(調度理論、工廠物理學等)等等。并且數字孿生也可以劃分不同的應用層級:設備,車間,工廠,集團,層級越往上,涉及的環節越多,實現難度也就越大。
數字孿生與仿真的區別總結如下:
| 維度 | 仿真 | 數字孿生 |
|---|---|---|
| 模擬方式 | 離線 | 在線 |
| 實時監測 | 不支持 | 支持 |
| 優化決策 | 人工決策 | 智能決策 |
| 數據流動 | 信息流 | 信息流和決策流閉環 |
| 技術體系 | 統計學、模型理論、系統理論、信息技術等 | 在仿真技術基礎上,融合傳感器、大數據、物聯網、機器學習、管理科學等 |
未來已來,數字孿生正引領我們走向一個更加智能、精準、高效的時代。讓我們擁抱這一變革,用數字之光照亮前行之路,在現實與虛擬交織的奇妙旅程中,創造無限可能。
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