華為云河圖利用數(shù)字孿生技術(shù),為城市規(guī)劃者提供了詳細(xì)的城市管理信息。通過構(gòu)建城市的數(shù)字孿生模型,整合氣象、交通、能源等多源數(shù)據(jù),基于地理信息系統(tǒng)(GIS)和建筑信息模型(BIM)技術(shù),實(shí)現(xiàn)城市空間的三維可視化,并采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)算法,對城市運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能分析,優(yōu)化了城市資源配置,提高了城市管理效率。
心臟數(shù)字孿生可以模擬手術(shù)方案,為醫(yī)生提供更精zhun的手術(shù)參考,如達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人就應(yīng)用了類似的技術(shù)。深圳大學(xué)附屬華南醫(yī)院通過構(gòu)建數(shù)字孿生體,實(shí)現(xiàn)了后勤管理的可視化、動態(tài)化和智能化,醫(yī)院的后勤管理效率提升了 40%,設(shè)備故障率降低了 30%。 數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于文化遺產(chǎn)保護(hù),完成敦煌壁畫三維數(shù)字化存檔。AI數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和傳輸,是數(shù)字孿生與物理世界連接的橋梁25。建模與仿真技術(shù):構(gòu)建數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)技術(shù),包括 CAD 建模、有限元分析、計(jì)算流體動力學(xué)等3。大數(shù)據(jù)與人工智能:用于數(shù)據(jù)處理、分析和預(yù)測,提高數(shù)字孿生的智能水平1。云計(jì)算與邊緣計(jì)算:提供計(jì)算資源和存儲能力,支持?jǐn)?shù)字孿生的大規(guī)模部署和實(shí)時處理25。5G 通信技術(shù):提供高速、低延遲的通信支持,確保數(shù)字孿生與物理實(shí)體之間的實(shí)時數(shù)據(jù)交互80。AR/VR 技術(shù):提供沉浸式的交互體驗(yàn),增強(qiáng)用戶與數(shù)字孿生的交互能力97。徐匯區(qū)元宇宙數(shù)字孿生產(chǎn)品2025年數(shù)字孿生市場規(guī)模預(yù)計(jì)突破千億元,年復(fù)合增長率保持穩(wěn)定。
標(biāo)準(zhǔn)化是推動數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。近年來,國內(nèi)外在數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化方面取得了一系列進(jìn)展。以下是國內(nèi)外數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化的主要進(jìn)展:國際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展:ISO 標(biāo)準(zhǔn):國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)正在積極推動數(shù)字孿生國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。ISO/TC 28/SC 41 負(fù)責(zé)數(shù)字孿生相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,目前正在制定的標(biāo)準(zhǔn)包括 ISO/DTR 23247-100《自動化系統(tǒng)和集成 數(shù)字孿生框架 第 100 部分:制造》等65。IEC 標(biāo)準(zhǔn):國際電工委員會(IEC)也在積極推動數(shù)字孿生相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。IEC/SC 65A 負(fù)責(zé)工業(yè)過程測量、控制和自動化領(lǐng)域的數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)制定工作,目前正在制定的標(biāo)準(zhǔn)包括 IEC 62714《工業(yè)過程測量、控制和自動化 數(shù)字孿生》系列標(biāo)準(zhǔn)65。ITU 標(biāo)準(zhǔn):國際電信聯(lián)盟(ITU)也在積極推動數(shù)字孿生相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。ITU-T Study Group 20 負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生和智能可持續(xù)城市及社區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作,研究周期為 2025-2028 年64。IDTA 標(biāo)準(zhǔn):工業(yè)數(shù)字孿生協(xié)會(IDTA)是一個致力于推動數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性的國際組織。該協(xié)會發(fā)布了一系列數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)和指南,如《資產(chǎn)行政外殼(AAS)標(biāo)準(zhǔn)》等,為數(shù)字孿生的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性提供了參考63。
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過程。數(shù)字孿生是一種超越現(xiàn)實(shí)的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統(tǒng)的數(shù)字映射系統(tǒng)。 數(shù)字孿生是個普遍適應(yīng)的理論技術(shù)體系,可以在眾多領(lǐng)域應(yīng)用,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。在國內(nèi)應(yīng)用深入的是工程建設(shè)領(lǐng)域,關(guān)注度高、研究熱的是智能制造領(lǐng)域。2025數(shù)字孿生技術(shù)峰會將于下月召開,聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與城市管理應(yīng)用。
就現(xiàn)階段的發(fā)展而言,圍繞數(shù)字孿生出現(xiàn)的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是:鑒于大多數(shù)公司都投資于遺留系統(tǒng),企業(yè)如何能夠更輕易地實(shí)現(xiàn)針對使用該技術(shù)的轉(zhuǎn)型?具體來講,到底誰應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)經(jīng)營和管理數(shù)字孿生?企業(yè)又該如何保證數(shù)字孿生與現(xiàn)有的軟件和其他應(yīng)用程序通信? 新的數(shù)字孿生方法,必然對應(yīng)公司基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的新平臺與新技術(shù)。但問題是如此這些新元素?zé)o法與現(xiàn)有技術(shù)組件無縫集成,往往會拉高新方案的落地周期和實(shí)現(xiàn)成本。一個可能的解決方案是,通過與企業(yè)規(guī)劃資源系統(tǒng)(ERP)相集成,企業(yè)或許可以保證虛擬孿生與公司現(xiàn)有系統(tǒng)之間順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,從而確保數(shù)字孿生收集和分析的信息能夠自動反映在ERP系統(tǒng)當(dāng)中。借助這股信息流,數(shù)字孿生與其他業(yè)務(wù)流程的配合可以起效,節(jié)約實(shí)現(xiàn)該技術(shù)所需要的時間和資源。此外,這種方式還能保證整個公司內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一性與一致性,憑借可靠信息支撐起堅(jiān)定穩(wěn)定的管理決策。虛擬調(diào)試環(huán)境應(yīng)具備物理規(guī)則引擎,能夠模擬重力、摩擦等基礎(chǔ)力學(xué)效應(yīng)。鹽城水利數(shù)字孿生共同合作
航空航天領(lǐng)域通過數(shù)字孿生技術(shù)成功降低原型機(jī)測試成本約28%。AI數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)
大數(shù)據(jù)與 AI 是數(shù)字孿生的智能HX。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對從物聯(lián)網(wǎng)等渠道采集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理和分析,挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。而人工智能算法則可以基于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和預(yù)測,如利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測性維護(hù),提前感測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障,以便及時進(jìn)行維修和保養(yǎng),減少設(shè)備停機(jī)時間。3D 建模與仿真技術(shù)能夠高精度還原物理世界。它可以通過各種建模軟件和技術(shù),如 CAD 建模、三維掃描等,創(chuàng)建物理實(shí)體的三維虛擬模型,并且通過仿真技術(shù)模擬物理實(shí)體的運(yùn)行過程和性能表現(xiàn)。例如在建筑設(shè)計(jì)中,利用 3D 建模與仿真技術(shù)可以創(chuàng)建建筑的數(shù)字孿生模型,模擬建筑的采光、通風(fēng)、能耗等情況,為建筑設(shè)計(jì)提供優(yōu)化建議。AI數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)