数字孪生的落地应用都有哪些?

发布于:2022-11-09 ⋅ 阅读:(9) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

2019年,“数字孪生”热度不断攀升,备受行业内外关注。各大峰会论坛将其作为热议主题,全球最具权威的IT研究与顾问咨询机构Gartner在2019年报告中将其列为十大战略科技发展趋势之一,GE、西门子、微软、阿里巴巴纷纷将其划入重点布局。

一、 什么是数字孪生?

根据国际定义,数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程

简单来说,就是针对现实世界中的实体对象,在数字化世界中构建完全一致的对应模型,通过数字化的手段对实体对象进行动态仿真、监测、分析和控制。

数字孪生是源自工业界的概念,随着5G通讯、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展和广泛应用,数字孪生在理论层面和应用层面均取得了快速发展,逐渐延伸到智慧城市、智慧园区、智慧交通等应用领域。

我们先通过一个机械臂的运转视频感性认识一下什么是“数字孪生”。

                                                           (机械臂视频)

视频中的主体是机械臂的三维仿真模型,我们在数字化世界中构建完全一致的映射模型,真实复现了机械臂的外观和结构,通过数据驱动对机械臂进行动态仿真、监测、分析和控制,真实再现机械臂的运转过程。

二、 数字孪生的关键特征

1.多源异构数据融合

数据是数字孪生最核心的要素。它源于物理实体、运行系统、传感器等,涵盖仿真模型、环境数据、物理对象设计数据、维护数据、运行数据等,贯穿物理对象运转过程的始终。数字孪生体作为数据存储平台,采集各类原始数据后将数据进行融合处理,驱动仿真模型各部分的动态运转,有效反映各业务流程。所以,数据是数字孪生应用的“血液”,没有多元融合数据,数字孪生应用就失去了动力源。

2.数据驱动精准映射

数字孪生的主体是面向物理实体与行为逻辑建立的数据驱动模型,孪生数据是数据驱动的基础,可以实现物理实体对象和数字世界模型对象之间的映射,包括模型、行为逻辑、业务流程以及参数调整所致的状态变化等,实现在数字世界对物理实体的状态和行为进行全面呈现、精准表达和动态监测。

3.智能分析辅助决策

数字孪生的映射关系是双向的,一方面,基于丰富的历史和实时数据和先进的算法模型,可以高效地在数字世界对物理对象的状态和行为进行反映;另一方面,通过在数字世界中的模拟试验和分析预测,可为实体对象的指令下达、流程体系的进一步优化提供决策依据,大幅提升分析决策效率。

数字孪生可以为实际业务决策提供依据,基于既有海量数据信息,通过数据可视化建立一系列业务决策模型,能够实现对当前状态的评估、对过去发生问题的诊断,以及对未来趋势的预测,为业务决策提供全面、精准的决策依据。

                                                    (数字孪生的双向映射)

三、 数字孪生的落地行业应用

任何新技术的最终落地,都需要从理论转向实际应用,数字孪生也是如此。数字孪生的概念源自工业制造领域,在5G通讯、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的推动下,数字孪生理念逐步延伸拓展至更多行业空间。

数字冰雹多年来深耕可视化技术领域,具备成熟完善的技术平台和丰富的行业实施经验,可视化决策系统功能紧密结合行业需求,已在众多行业领域都得到很好的应用,通过数据可视决策能够快速推生落地进数字孪行业应用,帮助各行业管理者提升智能化决策能力和效率。

                                   

机械臂

 (数字冰雹部分行业实际案例,数据已脱敏)

数字孪生的典型行业应用可涵盖以下几个领域:

1.智慧城市领域

通过建设智慧城市数字孪生智能运营中心(IOC),构建数字孪生城市,能够有效融合政府各职能部门现有数据资源,支持从宏观到微观,对资源环境、基础设施、交通运输、社会治理、人口民生、产业经济、社会舆情、公共安全等领域的核心指标进行态势监测与可视分析,对城市运行态势进行全面感知、综合研判,帮助城市管理者提高城市运营管理水平、驱动城市管理走向精细化。

                                                            (数字孪生-城市)

2.智慧园区领域

通过建设智慧园区数字孪生运营系统,能够对园区产业、招商、安防、资产、基础设施、能效、环境空间等管理领域的关键指标进行可视化监测分析,辅助管理者全面掌控园区运行态势,有效提升园区的运营效率与运营水平,为用户进行园区运维管理提供“一站式”可视化决策支持,可广泛应用于政府园区、地产园区、校园运营、工业园区、景区运营等领域。

                                                            (数字孪生-园区)

3.智慧交通领域

通过建设智慧交通数字孪生系统,能够有效融合交管各部门业务数据、实时交通数据、传感器数据等,对城市道路通行状况、各类交通事件、全市警力分布、路网分布、重点道路区域等信息交通运行态势进行实时可视化监测,从微观路口、中观道路到宏观城市,实现了交通点、线、面的全面动态监控,满足常态下交通运行态势的实时监测监管、应急态下协同处置指挥调度的需要。

                                                            (数字孪生-交通)

4.智慧警务领域

通过建设智慧警务数字孪生系统,可充分融合视频监控、治安卡口、无人机、人工智能等技术应用,有效整合社会各类信息资源以及公安、交通、消防、医疗市政等多部门业务系统数据,能够对人、车、卡口、重点场所、街道、单位等要素进行全方位立体化治安态势监测,实现管辖区域内“人、车、地、事、物”的全面监控,提升公安部门社会治安防控能力。

                                                        (数字孪生-公安警务)

5.智能制造领域

工业制造领域,通过数字孪生,能够对工业厂房、生产线、设备等管理要素进行三维仿真展示,通过集成视频监控、设备运行监测、环境监测以及其他传感器实时上传的监测数据,可实现设备精密细节、复杂结构、复杂动作的全数据驱动显示,对生产流程、成产环境、设备运行状态进行实时监测,真实再现生产流程、设备运转过程及工作原理,为设备的研制、改进、定型、维护、效能评估等提供有效、精确的决策依据。

                                                         (数字孪生-工业)

6.航天军工领域

航天军工领域,通过数字孪生,能够实现武器装备高精度外观结构可视化、数据驱动动作姿态显示、海陆空天电一体化作业环境视景仿真等,支持作战情报数据的可视化显示、分析、监测、指挥研判,可广泛应用于装备模拟训练、运行监控、维护保障、情报分析、论证评估、科研制造等领域。

                                                       (数字孪生-航天军工)

构建数字孪生,助力智慧决策

时代的发展、信息技术的不断进步,赋予了数字孪生新的意义,数字孪生将在越来越多的行业领域及应用场景发挥重要价值。数据可视化是数字孪生落地应用的关键技术手段,数字冰雹作为大数据可视化领域的领军企业,将充分发挥自身技术、经验优势,助力数字孪生落地应用,真正帮助各行业决策者运筹帷幄,决策千里。