工业数据孪生/工业设备数字孪生白皮书

smilepet 5 2025-12-24 23:36:24

数字孪生

数字孪生的核心作用是通过构建物理实体的数字克隆体,实现跨空间交互映射 ,为全行业数字化转型提供关键支撑,具体体现在优化设计、预测维护 、智能决策、资源协同及风险防控等方面。

物理实体→数字孪生体:通过传感器实时采集设备运行状态、环境参数等数据,更新虚拟模型 。数字孪生体→物理实体:基于仿真分析结果 ,向物理系统反馈优化指令(如调整生产参数 、预测故障等)。这一机制打破了传统单向数据采集的局限 ,形成动态闭环,使物理系统与数字模型始终保持同步。

概念关系总结广义数字孪生是包含物理实体 、虚拟模型及信息交互的完整系统,属于信息物理融合系统的高阶形态 。狭义数字孪生是广义系统中的核心组件 ,专注于物理产品的虚拟化描述,与“数字阴影”概念等价 。两者本质差异在于应用层级:狭义聚焦产品级仿真,广义扩展至系统级协同优化。

数字孪生是物理世界实体与虚拟世界中数字化模型的双向动态映射系统。其核心内涵可通过以下要点阐释:本质特征:跨维度的系统映射数字孪生并非简单的数据复制或静态模型 ,而是通过物理实体与虚拟模型的实时交互构建的动态系统 。

工业领域数字孪生技术的应用方向有哪些?

〖壹〗、油气领域:建立油气田、油气管网的数字孪生,模拟油气开采过程,优化开采方案 ,监控管网泄漏风险,确保能源运输安全。 医疗健康领域 应用相对前沿,主要聚焦于个性化医疗和手术规划。构建人体器官 、组织的数字孪生模型 ,结合患者的医学影像数据(如CT、MRI),模拟疾病发展过程,为诊断和治疗方案提供借鉴 。

〖贰〗、数字孪生的应用领域:工业制造:数字孪生被广泛应用于产品设计 、生产线规划、工艺流程优化等方面。通过构建产品的数字孪生模型 ,企业可以在虚拟环境中模拟产品的性能 ,预测潜在的问题,并在实际生产前进行优化改进。智慧城市:数字孪生技术在智慧城市建设中发挥着重要作用 。

〖叁〗、智慧城市 智慧城市是数字孪生技术的另一重要应用领域。通过构建城市的数字孪生模型,可以实现对城市基础设施 、交通、环境等多方面的实时监测和管理。这有助于提升城市运行效率 ,改善居民生活质量,同时也有助于城市规划和决策的科学化、精准化 。

数字孪生,到底有啥用?

数字孪生的核心作用是通过构建物理实体的数字克隆体,实现跨空间交互映射 ,为全行业数字化转型提供关键支撑,具体体现在优化设计 、预测维护、智能决策、资源协同及风险防控等方面。

模拟和分析:数字孪生通过收集真实世界的数据,为分析和模拟提供了坚实的基础。这些数据包括环境条件 、物体特性以及人类行为等 ,使得虚拟副本能够逼真地代表现实世界,从而在增强现实(AR) 、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)中得到应用 。

数字孪生的功能价值则贯穿实物的全生命周期,从设计、生产到运维、迭代 ,都能深度赋能 。

数字孪生的核心功能是通过数字化映射实现对物理实体的监控 、模拟、预测与优化,其应用已渗透到工业、城市 、能源等多个关键领域。数字孪生的核心功能 数字孪生的功能围绕“物理实体-数字模型 ”的交互展开,主要可分为三个层次: 映射与监控 这是最基础的功能。

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