Serie de introducción al gemelo digital (1) ¿Qué es un gemelo digital y cuál es la diferencia entre este y la simulación?
En los últimos años, el término gemelo digital ha seguido apareciendo en el ojo público, especialmente con el desarrollo de la tecnología de Internet de las cosas. Los gemelos digitales siguen apareciendo en todos los ámbitos de la vida. El concepto aún es relativamente desconocido. Entonces, ¿qué es exactamente un gemelo digital?
Veamos primero la definición de gemelos digitales. El “Libro técnico sobre aplicaciones de gemelos digitales” dice lo siguiente:
“Los gemelos digitales son expresiones digitales de entidades o procesos físicos específicos con conexiones de datos. , esta conexión de datos puede garantizar la misma velocidad de convergencia entre el estado físico y el estado virtual y proporcionar una vista integrada de todo el ciclo de vida de la entidad física o el proceso, lo que ayuda a optimizar el rendimiento general”.
Traducción simple. Los gemelos digitales mapean cosas del mundo real en un espacio digital virtual para construir "clones digitales" de entidades físicas basándose en datos históricos y en tiempo real, con la ayuda de modelos de datos. Puede realizar el mapeo y presentación de escenas u objetos reales. Análisis y optimización, diagnóstico y predicción, etc. Tres pasos para construir un gemelo digital
Después de revisar una gran cantidad de materiales e información, resumí a grandes rasgos el proceso de construcción y aplicación de un gemelo digital, que se puede dividir en tres pasos: replicación, construcción y aplicación. .
Reproducción: reconstrucción digital del espacio real
El primero es utilizar equipos de adquisición de espacio para reproducir con precisión el espacio real y realizar lo virtual y lo real entre el espacio físico y el espacio digital a través del Interacción de Internet de las cosas, durante este proceso, se recopilarán y transmitirán datos relevantes del espacio real, incluidos datos estructurales, datos de sensores, datos operativos, etc., para prepararse para la posterior construcción y optimización del modelo.
Construcción: optimización del aprendizaje de modelos basado en datos
Después de reproducir digitalmente el espacio real y las entidades físicas, los datos relevantes también se cargan en la nube. procesado, combinado con los datos procesados, utilice capacidades técnicas relevantes para construir un modelo de gemelo digital y verificarlo y optimizarlo continuamente.
Aplicación: desarrollo de funciones y aplicación práctica
Una vez construido el modelo, se coloca en aplicaciones específicas. En esta etapa, se realizarán aplicaciones y desarrollos funcionales específicos en función de aplicaciones específicas. escenarios y características de la industria, como mantenimiento predictivo en plantas de producción, planificación de simulación del tráfico rodado, etc. El valor de aplicación de los gemelos digitales
Dicho todo esto, ¿cuáles son los usos de los gemelos digitales? ¿En qué escenarios o industrias específicas se puede aplicar? Las responderé una por una a continuación.
Predicción y simulación aeroespacial: como el campo de aplicación más vanguardista de la ciencia y la tecnología, se puede decir que la aplicación de la tecnología de gemelos digitales en el sector aeroespacial tiene sus orígenes más tempranos. Durante el proyecto Apolo de Estados Unidos en 1969, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) creó dos naves espaciales idénticas para formar "gemelos físicos", que fue el primer prototipo de tecnología de gemelos digitales. Con el desarrollo iterativo de la tecnología, la tecnología de gemelos digitales se ha utilizado ampliamente en la investigación y el desarrollo de productos aeroespaciales, la detección de fallas, la gestión y el control de sistemas, etc.
Fábrica de gemelos digitales: se puede decir que la tecnología de gemelos digitales es la favorita de la producción industrial. Puede realizar la asignación de recursos, la producción inteligente y mejorar significativamente la eficiencia de la producción. La fábrica gemela digital significa trasladar la fábrica física al espacio virtual, que puede obtener los datos en la fábrica en tiempo real y realizar un monitoreo en tiempo real de la fábrica. También puede simular el proceso de producción y optimizarlo. apoyar la toma de decisiones mediante el análisis de datos y el análisis predictivo... Se puede decir que la tecnología de gemelos digitales tiene efectos muy significativos en el ámbito de la producción industrial.
Simulación de transporte inteligente: la aplicación de gemelos digitales en la industria del transporte inteligente incorpora principalmente datos de tráfico recopilados en tiempo real en el sistema de modelo de tráfico establecido a través de análisis de big data, inteligencia artificial (IA) y tecnología de simulación de tráfico. la integración profunda del tráfico por carretera real y el entorno virtual, como la simulación de cambios en el flujo de tráfico y la simulación de cambios de semáforo, lo que ayuda a planificar mejor las rutas de tráfico y proporciona soporte técnico a los departamentos de gestión para optimizar la gestión y el despacho del tráfico.
Construya una ciudad inteligente: utilizando la tecnología de gemelo digital, puede construir una ciudad gemela en el espacio de la red virtual que corresponde al mundo físico a través de la identificación global de datos, la percepción precisa del estado y el análisis de datos en tiempo real. etc., la ciudad se puede realizar. La simulación, el seguimiento y el control resuelven muchos problemas en los procesos de planificación, diseño, construcción, gestión y servicios urbanos.
Actualmente, los gemelos digitales se utilizan ampliamente en la fabricación industrial, las ciudades inteligentes, el transporte inteligente, la energía y otras industrias importantes, los gemelos digitales están utilizando sus poderosas capacidades en diversas industrias. innovación sin precedentes.