数字孪生教程
物联网 (IoT) 的发展为许多新技术铺平了道路，其中数字孪生就是其中值得注意的一项。数字孪生的概念主要用于物流、医疗保健、自动化、制造、资产管理等不同行业。
什么是数字孪生?
数字孪生可以定义为物理对象的虚拟表示或模拟现实世界中对应物性能的过程。
数字孪生技术用于预测和分析物理资产的性能。它分为不同的类型，它们执行不同的功能。我们将在本教程的后续章节中详细介绍所有这些要点。
谁应该学习数字孪生技术?
数字孪生技术最初是由 NASA 发起的，当时他们想要模拟飞机的物理模型性能。后来，这项创新技术也对制造业和其他行业产生了巨大的影响。
设备制造商开始在其运营中部署数字孪生技术，以实现可持续增长。该技术还与AI和ML相结合，以生成预测模型并产生准确的结果。
数字孪生技术将对所有有志于在数字化转型、数字复制、预测数据分析、大数据分析、资产管理和研发领域工作的专业人士有所帮助。
学习数字孪生的先决条件
数字孪生用于建模和设计目的。虚拟模型用于表示物理性能，设计解决方案用于改进物理对应物。
您必须对物联网概念(例如设备和数据)有很好的理解。如果您具备Python、Azure、Java、SQL 查询、CAD 绘图等工作知识，这将是一个额外的优势。
数字孪生常见问题解答
数字孪生有一些非常常见问题 (FAQ)，本节尝试简要回答它们。
1.数字孪生使用了哪些技术?
数字孪生可以与多种新技术融合。它支持以下技术 −
2. 数字孪生的特点是什么?
数字孪生技术提供了物理系统的精确模型和模拟。它的一些显著特点如下 −
- 数字孪生能够使用数学函数预测复杂的数据集。
- 数字孪生实现了物理对象与其对应物之间的连接。
- 数字孪生可以借助传感器获取实时数据，并模拟现实中发生的事情。
- 数字孪生可用于执行预测分析。它们提供模块化来跟踪数据的性能。
- 数字孪生提供的数字痕迹有助于诊断问题并提供快速的数据计算。
3. 使用数字孪生有什么好处?
数字孪生技术有可能为其用户带来很多好处。我们在此列出了数字孪生可以提供的一些主要好处 −
- 预测性维护和开发
- 性能监控
- 流程优化
- 确保质量和完整性
- 保护数据隐私
- 精确的模型
- 提高运营和工程效率
- 改善客户体验
4. 数字孪生有哪些不同级别?
数字孪生根据其复杂性、范围和不同行业应用分为不同的级别。让我们一一简要了解每个级别 −
- 虚拟孪生 − 第一级。它是物理资产的复制品。
- 互联双胞胎 − 第二级。它整合数据并整合资产绩效。
- 预测双胞胎 − 第三级。它识别潜在问题并预测结果。
- 规范双胞胎 − 第四级。它结合了先进的建模技术。
- 自主双胞胎 − 最后一级。从多个源中学习数据并快速做出决策。
5. 数字孪生有哪些子类型?
数字孪生分为以下子类型 −
- 数字孪生原型 (DTP) − 用于物理资产的设计和分析。
- 数字孪生实例 (DTI) − 与物理对应物相链接。
- 数字孪生聚合 (DTA) − 它是 DTI 的聚合，用于获取有关物理产品的信息。
6. 数字孪生技术中有哪些不同的建模方法?
数字孪生模型有助于做出更好的决策并进行广泛的数据分析。现在让我们逐一简要了解不同的模型，
- 数据驱动模型 − 它用于优化调度技术。
- 相似性模型 − 它根据以前的历史记录从类似的机器中获取记录。
- 幸存者模型 − 它从故障中获取数据。
- 降级模型 − 如果没有故障数据，则从安全阈值中获取数据。
7. 数字孪生技术的用例是什么?
数字孪生是一组自适应模型。它复制物理系统并预测实时操作的性能。它支持广泛的用例，突出当前数字环境的性能。
在物理资产上设计和安装的传感器会产生大量数据。数字孪生技术可能从简单到复杂，具体取决于用例。
下面列出了一些用例 −
- 航空航天和国防部门
- 精简和供应链流程
- 高级诊断
- 可再生能源优化
- 石油和天然气部门
- 可持续运营
- 灾害管理
- 货物管理
- 农业产业
8. 数字孪生技术中使用的流行工具有哪些?
数字孪生支持几种不同的工具，其中一些列在下面 −
- Ansys Twin Builder
- Autodesk Tandem
- Azure Digital Twins
- Bentley Systems
- AVEVA
- ANSYS
- COMSOL Multiphysics
9. 数字孪生技术的主要支柱是什么?
数字孪生服务可帮助企业优化运营并轻松实现目标。最新的工具可准确表示物理资产或系统，并产生有价值的性能和行为。
数字孪生技术的重要支柱是 −
- 合并数据
- 连接性
- 处理
上述三大支柱有助于创建代表物理对象的软件设计模式。我们可以轻松实现快速生产，减少维护和设备停机时间。此外，我们可以在任何地方检查性能。
