在建筑設(shè)計(jì)階段,數(shù)字孿生技術(shù)可以創(chuàng)建建筑的三維虛擬模型。設(shè)計(jì)師通過輸入各種參數(shù),如建筑朝向、材料特性、空間布局等,模擬不同設(shè)計(jì)方案下建筑的采光、通風(fēng)、能耗等性能。例如,設(shè)計(jì)一座高層寫字樓,利用數(shù)字孿生模型可以直觀看到不同樓層高度、窗戶面積和位置對(duì)室內(nèi)采光的影響,從而找到合適的設(shè)計(jì)方案,提升室內(nèi)舒適度,同時(shí)降低能源消耗。這種在虛擬環(huán)境中的設(shè)計(jì)優(yōu)化,避免了在實(shí)際建造過程中因設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的返工,節(jié)省了時(shí)間和成本。電力運(yùn)維依靠數(shù)字孿生,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在故障。合肥云計(jì)算數(shù)字孿生共同合作
數(shù)字孿生技術(shù)是一種通過構(gòu)建物理對(duì)象的數(shù)字映射,實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)同步的技術(shù)。它集成了物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等多種前沿技術(shù),能夠?qū)ξ锢硎澜邕M(jìn)行多方面的仿真和管理。該技術(shù)通過傳感器、數(shù)據(jù)分析、建模仿真等手段,將物理實(shí)體的狀態(tài)和行為實(shí)時(shí)映射到虛擬空間中,形成一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字化模型。這種技術(shù)不僅提高了系統(tǒng)的透明度和可視化水平,還使得管理者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并做出精確判斷。在制造業(yè)中,數(shù)字孿生技術(shù)被廣泛應(yīng)用于設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)、生產(chǎn)線的優(yōu)化布局以及產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測等方面,顯著提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。徐匯區(qū)科技數(shù)字孿生可視化數(shù)字孿生構(gòu)建的虛擬工廠,為生產(chǎn)流程改進(jìn)提供了新思路。
水利部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)水庫、水閘、蓄滯洪區(qū)運(yùn)行管理數(shù)字孿生的指導(dǎo)意見》指出,到 2027 年,推進(jìn)具有防洪任務(wù)的已建大型及防洪重點(diǎn)中型水庫等數(shù)字孿生建設(shè),迭代優(yōu)化數(shù)字孿生水利工程先行先試建設(shè)成果等;到 2030 年,基本完成上述工程的數(shù)字孿生建設(shè),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)與數(shù)字孿生深度融合等。在建設(shè)任務(wù)方面,包括加快監(jiān)測感知體系建設(shè),利用多種現(xiàn)代化技術(shù)提升對(duì)水利工程各要素的感知能力;動(dòng)態(tài)掌握全要素信息,開展數(shù)據(jù)調(diào)查和復(fù)核等工作;加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),落實(shí)應(yīng)急通信措施等;統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字孿生平臺(tái)建設(shè),加強(qiáng)數(shù)字孿生水利工程建設(shè)并與其他建設(shè)相銜接等。應(yīng)用任務(wù)涵蓋強(qiáng)化工程調(diào)度 “四預(yù)” 措施、加強(qiáng)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)智能分析預(yù)警、推進(jìn)日常運(yùn)行管理業(yè)務(wù)融合、促進(jìn)數(shù)字孿生成果共享等。同時(shí)還提出了強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)、落實(shí)資金渠道、完善制度標(biāo)準(zhǔn)體系、強(qiáng)化新技術(shù)研發(fā)推廣等保障措施。
數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)60、70年代的阿波羅計(jì)劃。當(dāng)時(shí),美國國家航空航天局(NASA)利用虛擬模型與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系,成功解決了阿波羅13號(hào)的關(guān)鍵問題。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,數(shù)字孿生理論在21世紀(jì)初得到了啟蒙,并逐漸擴(kuò)展到包括制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)品生命周期階段。如今,數(shù)字孿生技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于電力、船舶、城市管理、農(nóng)業(yè)、建筑、制造、石油、天然氣、健康醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等眾多行業(yè)。它不僅能夠提高系統(tǒng)的效率和可靠性,還能降低運(yùn)營和維護(hù)成本,推動(dòng)各行業(yè)向智能化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。數(shù)字孿生技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域提供了很多模擬模型。
富士康的某智能工廠運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)打造了生產(chǎn)線的數(shù)字孿生系統(tǒng)。在生產(chǎn)手機(jī)主板時(shí),數(shù)字孿生體實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)線上每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和產(chǎn)品加工狀態(tài)。有一次,數(shù)字孿生系統(tǒng)檢測到一臺(tái)貼片機(jī)的貼片精度出現(xiàn)微小偏差,通過對(duì)數(shù)字孿生模型的分析,確定是由于設(shè)備某個(gè)零部件的磨損導(dǎo)致。系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),并給出維修建議和更換零部件的型號(hào)。維修人員迅速響應(yīng),及時(shí)更換零部件,避免了因貼片精度問題導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。此外,通過數(shù)字孿生系統(tǒng)模擬不同生產(chǎn)訂單的排產(chǎn)方案,優(yōu)化生產(chǎn)流程,降低了生產(chǎn)成本。制造企業(yè)運(yùn)用數(shù)字孿生,明顯提升了產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。高新區(qū)科技數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)
數(shù)字孿生讓物理實(shí)體與虛擬模型實(shí)時(shí)交互,實(shí)現(xiàn)高效管理。合肥云計(jì)算數(shù)字孿生共同合作
廣州市在城市照明系統(tǒng)中引入數(shù)字孿生技術(shù),構(gòu)建了城市照明的數(shù)字孿生模型。該模型實(shí)時(shí)反映城市中每一盞路燈的工作狀態(tài),包括亮度、開關(guān)狀態(tài)等。通過數(shù)字孿生系統(tǒng),根據(jù)不同區(qū)域的光照需求和時(shí)間,智能調(diào)整路燈的亮度和開關(guān)時(shí)間。例如,在深夜人少車稀的路段,自動(dòng)降低路燈亮度,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。同時(shí),數(shù)字孿生系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測路燈的故障情況,當(dāng)某盞路燈出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),并提供故障路燈的位置信息,維修人員可以快速前往維修,提高了城市照明系統(tǒng)的維護(hù)效率,保障了城市道路的夜間照明質(zhì)量。合肥云計(jì)算數(shù)字孿生共同合作