数字孪生是如何形成的?

它勾勒出在城市、车间里的不同应用 , 也包圆疫情之下的抗疫防疫、复工复产以及你的衣食住行 。
“2个小区里都发现确诊案例” 。2021年底 , 确诊消息连夜传到上海浦东花木街道 , 值班人员迅速将封闭小区的户主人数、小区精确地形图等信息发送至疾控中心 。
很快 , 核酸检测的试剂数量能确定了 , 小区中核酸检测点、工作人员休息处等空间划分方案也生成了 。接下来 , 小区沿街店铺负责人的电话被打通——集中隔离 。
这个面积20.93平方公里的街道能快速响应防疫抗疫 , 靠的是一个隐形的世界——花木街道的数字孪生 。
数字孪生是对现实世界的实时模拟、监测 , 能在数据中对现实世界进行分析和预判 , 在虚实之间 , 构建一种一一对应的关联 。
在这套系统中 , 花木街道8924幢建筑被精准记录 , 近十万件包括窨井盖、电话亭、市政箱体、路灯立杆等公共设备也在虚拟城市中被精确映射 。
近期魔都疫情反反复复 , 但数字孪生提升了疫情防控的响应速度 。两年前 , 武汉封城时 , 也正是数字孪生模拟现场工序 , 拼装出隔离病房结构 , 最终创下10天建成雷神山的奇迹 。
数字孪生是如何形成的?
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雷神山隔离病区的数字孪生图源:华中建筑
在新冠疫情期间临床试验中 , 也有数字孪生体代替人类志愿者进行实验 , 用较低风险获得精确结果 。
可以说 , 今天的数字孪生正逐渐包圆你的衣食住行 , 也维续着疫情下的秩序 。立方知造局将以9个问题和你一起走近数字孪生和它带来的未来想象 。
01.什么是数字孪生?
数字孪生将现实世界中的人、物理实体或过程实时数字模拟 , 形成一个孪生体组成的虚拟世界 。
它还有个更容易理解的名字:数字镜像 。
在了解数字孪生之前 , 需要厘清楚一个相近的概念——物理仿真 。物理仿真同样需要用到计算机软硬件模拟现实世界 , 用来计算数值、求算结果 , 但这个过程可以通过离线解决 , 不具备数字孪生的实时性 , 也无法给出分析、优化物理世界的决策功能 。
技术上:
与现实世界实时仿真 , 数字孪生需要用到5G技术;要参与分析、优化等决策 , 数字孪生则需要AI、大数据、云计算的加持 。
如今5G商用 , AI开始普及 , 数字孪生有了实时仿真的前提 , 也有了撑起更多应用的臂力 , 最终从概念走到了前台 。
效用上:
目前数字孪生能起到快速响应、降本增效的作用 。比如制造业场景中 , 被称作现代工业明珠的汽车工业 , 就用到了数字孪生 。
3000多类、3-5万个零件 , 经过200多种加工工艺 , 最终制成一辆车 。每个步骤的失误 , 都可能不断叠加一辆汽车的故障 。
在一汽红旗的车间里 , 有一条数字孪生产线 , 大至流水线状况 , 小至拧螺丝力度 , 都会被记录在数字孪生体中 。一旦出现汽车故障 , 数字孪生体可以回溯生产数据 , 快速分析出原因 。
数字孪生落地场景除了制造业 , 还伸向智慧城市、智慧医疗等领域 。
02.数字孪生产业的玩家有哪几类?为什么互联网大厂也要掺一脚?
数字孪生产业可分为三层:基础层、平台层、应用层 。
基础层:主攻数据采集、发送、可视化技术 , 支撑起数字孪生核心架构;
平台层:为制造、能源、医疗等领域搭建数字孪生平台;
应用层:为更细分的应用场景提供服务 。
互联网企业有着擅于搭建平台、打造软件应用的优势和特性 , 因此更多作为平台层与应用层的一体化集成商出现 。