數(shù)字孿生是以數(shù)字的方式為現(xiàn)實(shí)物體創(chuàng)建高度仿真的虛擬模型,是對(duì)物理實(shí)體或系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行建模的虛擬表示。具有以下特點(diǎn):
1、互操作性︰數(shù)字孿生 中的物理對(duì)象和數(shù)字空間能夠雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和實(shí)時(shí)連接,因此數(shù)字孿生具備以多樣的數(shù)字模型映射物理實(shí)體的能力,具有能夠在不同數(shù)字模型之間轉(zhuǎn)換、合并和建立“表達(dá)”的等同性。
2、可擴(kuò)展性︰數(shù)字孿生技術(shù)具備集成、添加和替換數(shù)字模型的能力,能夠針對(duì)多尺度、多物理、多層級(jí)的模型內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。
3、實(shí)時(shí)性:數(shù)字孿生技術(shù)要求數(shù)字化,即以一種計(jì)算機(jī)可識(shí)別和處理的方式管理數(shù)據(jù)以對(duì)隨時(shí)間軸變化的物理實(shí)體進(jìn)行表征。表征的對(duì)象包括外觀、狀態(tài)、屬性、內(nèi)在機(jī)理,形成物理實(shí)體實(shí)時(shí)狀態(tài)的數(shù)字虛體映射。
4、保真性:數(shù)字孿生的保真性指描述數(shù)字虛體模型和物理實(shí)體的接近性。要求虛體和實(shí)體不僅要保持幾何結(jié)構(gòu)的高度仿真,在狀態(tài)、相態(tài)和時(shí)態(tài)上也要仿真。值得一提的是在不同的數(shù)字孿生場(chǎng)景下,同一數(shù)字虛體的仿真程度可能不同。例如工況場(chǎng)景中可能只要求描述虛體的物理性質(zhì),并不需要關(guān)注化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
5、閉環(huán)性:數(shù)字孿生中的數(shù)字虛體,用于描述物理實(shí)體的可視化模型和內(nèi)在機(jī)理,以便于對(duì)物理實(shí)體的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視、分析推理、優(yōu)化工藝參數(shù)和運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)決策功能,即賦予數(shù)字虛體和物理實(shí)體一個(gè)大腦。因此數(shù)字孿生具有閉環(huán)性。
綜上所述,數(shù)字孿生為制造業(yè)虛擬網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)世界之間的整合供應(yīng)了一種無(wú)效的方法。同時(shí),智能制造可以?xún)?yōu)化整個(gè)制造過(guò)程的業(yè)務(wù)流程和操作流程,達(dá)到新的更高的生產(chǎn)力水平。