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主要内容133

背景 数字孪生发展的背后是数字化技术在工业领域的演进与变革2、航天行业最早建设基于模型的系统工程，伴随物联网的发展，数字孪生得到初步应用1、PLM、仿真等工业软件为数字孪生概念提出奠定基础20032010201220172019数字孪生发展历程数字化信息技术对工业的变革美国Dr.Michael Grieves第一次提出了数字孪生概念NASA定义未来飞行器数字孪生范例美国空军研究室应用到战斗机维护被Gartner列为未来十大先进技术之一 西门子等工业企业相继应用数字孪生技术1、概念发展期2、应用于航天行业3、向其他行业拓展201020132020200319901980PLM PDM MBD MBE 有限元技术兴起，以ANSYS为代表的CAE公司相继成立CAE企业适应计算机软硬件技术的发展物联网技术兴起云计算、大数据等新一代信息技术不断发展工业4.0概念提出 智能制造/工业互联网蓬勃发展 3、工业互联网在多行业的应用普及，为数字孪生应用范围拓展提供保障2007201419701960CAD软件诞生

概念视图 加快推动物理世界和数字空间深度融合工业数字孪生能够在数字空间构建与物理对象产品、生产和业务一一映射的产品孪生体、生产孪生体和组织孪生体若满足孪生体与物理实体同步映射，需充分发挥数字线程作为孪生体和物理实体间数据/模型传递的双向通道作用孪生体的构建需要采集各要素数据、构建各类型模型，并进行数据、模型集成融合工业数字孪生概念视图123数 字 化 映 射物 理对象

定义及内涵基于数据与模型的集成融合构建虚实交互闭环优化系统定义：工业数字孪生是以数据与模型的集成融合为核心的新模式，通过在数字空间实时构建物理对象（包括资产、行为、过程等）的精准数字化映射，基于分析预测形成最佳综合决策，实现工业全业务流程的闭环优化。通过采集感知和反馈控制与数字空间进行双向交互构建面向物理对象精准数字化映射•数据互联：基于工业通讯实现设备数据的有效集成•信息互通：基于信息模型实现物理对象语法统一•模型互操作：基于多模型融合实现物理对象语义统一形成综合决策，并反馈给物理对象

价值在智慧的传承和累加中实现低成本试错、智能化决策和高效率创新低成本试错在虚拟空间上对物理世界的行为进行模拟验证，既降低工厂实际开工发生的停机率，又降低传统物理调试支付的大量开销智能化决策当工厂或产品运行突然发生意外状况时，能够将IOT实时数据、大数据分析和仿真模拟充分结合，预测未来可能发生的各种情况，进而做出最佳决策高效率创新通过对产品生命周期运行情况的监测，不断积累产品全生命周期运行规律，进而不断提升产品创新水平，缩短产品研发周期核心价值具体价值

Step2：在虚拟空间分析预测物理实体状态物理实体物理空间虚拟空间数据获取用来描述可见的状态模型构建用来描述运行的规律汽车速度xx公里/小时剩余油量xx升喷油量xx升/秒续航里程=剩余油量/油耗空气阻力=数据采集工具协议转换工具数据管理1、将多类数据与同一个物理对象关联起来；2、将不同实体数据聚合成为复杂系统模型管理1、将不同模型与同一个物理对象关联起来；2、提供标准化的模型调用接口几何模型机理模型数据模型业务模型信息模型汽车名称：速度 单位：Km/h 数值：100名称：喷油量 单位：L/s 数值：0.05管理壳ID：Car00000001模型1：续航里程计算模型模型2：汽车自动驾驶算法基于管理壳实现数据模型统一管理ID：Car00000001汽车管理壳速度：100Km/h喷油量：0.05L/s状态属性功能模型续航里程计算模型汽车自动驾驶算法基于“数据+模型”的分析预测简单场景分析预测复杂系统分析预测单个模型+对应数据多个模型协同+对应数据仿真、计算工具平台将油量、油耗数据代入公式计算汽车剩余里程综合路况信息、导航算法、控制模型预测汽车行驶状态根据分析预测结果进行优化决策辅助决策自主决策结合人的经验按照决策规则或模型剩余里程太少，去加油根据行驶状态自动生成控制指令，实现无人驾驶Step1：将物理...