云计算与边缘计算为数字孪生提供了强大的计算和存储支持,以及实时交互能力。云计算可以实现大规模的数据存储和计算,满足数字孪生对数据处理和分析的需求。边缘计算则可以在靠近物理实体的地方进行数据处理和分析,减少数据传输延迟,提高数字孪生的实时性。例如在智能交通中,边缘计算可以实时处理交通摄像头采集到的图像数据,进行车辆识别、流量统计等,为交通管理提供及时的决策支持。
数字孪生可以优化生产线,减少设备停机时间。例如宝马集团用数字孪生优化生产线,将设备停机时间减少 50%。富士康 “黑灯工厂” 通过虚拟调试缩短 60% 设备部署周期。数字孪生还可以实现数字线程,打通设计 - 生产 - 运维全流程,并且结合 AR 实现远程设备维护,如 PTC 的 Vuforia 平台。 数字孪生仿真优化成本控制,企业可在虚拟环境中测试策略,降低运营开支。工业园区物联网数字孪生解决方案

生产过程优化:数字孪生在生产过程优化中发挥着重要作用。通过建立生产线的数字孪生模型,企业可以在虚拟环境中模拟和优化生产流程,提前发现潜在问题,优化生产参数,提高生产效率1。例如,宝马集团采用数字孪生技术优化生产线,将设备停机时间减少 50%;富士康的 "黑灯工厂" 通过虚拟调试,将设备部署周期缩短 60%1。在生产过程中,数字孪生可以实时监控生产状态,自动调整生产参数,确保生产过程的稳定性和一致性1。
质量控制与检测:数字孪生可以实现对产品质量的实时监控和预测。通过建立产品的数字孪生模型,企业可以在生产过程中实时采集关键质量数据,与数字孪生模型进行比对分析,及时发现质量问题并进行调整,提高产品质量38。例如,在波音 787 机翼制造中,通过数字孪生技术,将机翼蒙皮成型工艺的试错成本从 2.3 亿美元降至 480 万美元;商飞 C919 垂尾制造中,数字孪生系统实现全流程数字化闭环,将尺寸合格率从 89% 提升至 99.6%38。 静安区科技数字孪生可视化数字孪生技术不仅限于制造业,还拓展至城市规划、能源管理等领域,提供多维度的空间数据分析和预测模型。

当前,以大数据、云计算、人工智能、物联网等为主的数字技术革M和数字经济正在深刻改变人类社会,同样影响着以水利为主的传统行业,成为新质生产力赋能的重要对象,水利行业正经历一场深刻的数字化变革。数字孪生技术,这一曾在航空航天、城市建设中大放异彩的“智慧大脑”,如今正以“虚实交互、动态映射”的方式重塑水利治理的边界,为水旱灾害防御、水资源管理、工程建设管理注入新动能,这场以“智”驭水的变革,正在书写人水和谐的新篇章。5月8日,水利部黄委会在宁夏银川召开黄河流域(片)数字孪生水利建设交流座谈会,我们将开设专栏,带您一起领略数字孪生水利在推动我区水利高质量发展上的丰硕成果。
数字孪生的技术架构主要包括五个关键部分:物理实体、数据采集与传输、数据处理与存储、数字孪生模型、应用服务与交互4。物理实体:是数字孪生的对象,可以是设备、生产线、建筑物、城市等任何物理存在的实体或系统。数据采集与传输:通过传感器、物联网设备等采集物理实体的实时数据,并通过 5G、Wi-Fi 等网络技术将数据传输到数字孪生系统中。这是实现数字孪生与物理实体实时同步的基础4。数据处理与存储:对采集到的数据进行清洗、转换、分析和存储,为数字孪生模型提供高质量的数据支持。这部分通常基于云计算、边缘计算和大数据技术实现25。数字孪生模型:是数字孪生的HX,包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型等。这些模型通过数学建模、仿真模拟等技术构建,能够准确反映物理实体的特性和行为2。应用服务与交互:基于数字孪生模型提供各种应用服务,如实时监控、预测分析、优化决策等,并通过可视化界面、AR/VR 等技术实现用户与数字孪生的交互97。象型数智科技的数字孪生业务持续创新,不断拓展在元宇宙、智慧城市等领域的应用边界。

物联网技术:实现物理实体数据的实时采集和传输,是数字孪生与物理世界连接的桥梁25。建模与仿真技术:构建数字孪生模型的基础技术,包括 CAD 建模、有限元分析、计算流体动力学等3。大数据与人工智能:用于数据处理、分析和预测,提高数字孪生的智能水平1。云计算与边缘计算:提供计算资源和存储能力,支持数字孪生的大规模部署和实时处理25。5G 通信技术:提供高速、低延迟的通信支持,确保数字孪生与物理实体之间的实时数据交互80。AR/VR 技术:提供沉浸式的交互体验,增强用户与数字孪生的交互能力97。数字模型动态更新,随物理实体变化自动调整,确保虚实同步。工业园区物联网数字孪生解决方案
象型数智注重数据安全与系统兼容性,通过加密技术和标准化接口,确保数字孪生平台在复杂环境中的稳定运行。工业园区物联网数字孪生解决方案
数智孪生依赖于一套高度集成化的技术体系,这些技术共同协作,塑造了数智孪生的强大功能: 1.数字孪生:作为重要框架,提供了物理实体的虚拟化实现基础。 2.人工智能(AI):AI技术确保孪生系统具备数据挖掘、建模、学习与推理能力。对于自适应动态优化、闭环控制尤为关键。 3.大数据:支持孪生系统实时处理海量的异构数据,形成可靠、高效的预测分析。 4.物联网(IoT):实时感知层,通过传感器数据实现物理到虚拟的动态映射。 5.高性能计算与云计算:支撑模型的大规模运行和跨地域协作。工业园区物联网数字孪生解决方案