数字孪生：虚实融合实现复杂系统全要素闭环优化
浙江新闻客户端刘振宇 编辑 章 忻
句号不能少必须严格依循原本断句模式以保有确切的完整语义同时满足提问所定规则 在进行多重拆解繁复重新厘定编排架构以实现拗口却未增赘字的时候仍需细致留意符合原始句子对于数字孪生的完整释义阐述做到分毫皆准不走偏差完整而缜密地呈现出对事物刻画剖析至优化进程全部细致状况
数字孪生的内涵
近年来，数字孪生技术备受国内外产业界关注，也备受学术界高度重视，中国工程院发布的《全球工程前沿2020》报告，把数字孪生驱动的智能制造列为机械与运载工程领域研究前沿当中的首要位置，并且连续三年，也就是在2017 - 2019年期间，将数字孪生列为十大战略科技发展趋势之一。因为数字孪生契合了我国用信息技术为产业转型升级助力赋能的战略需求，所以它已然成为应对当前百年未有之大变局的关键使能技术当中的一个。
具体来说，数字孪生的实质是，建立现实世界物理系统的虚拟数字镜像，它贯穿于物理系统的全生命周期，并会随着物理系统动态演化。建立数字孪生，其基本思路是，在对物理系统进行数字化精确建模以及状态信息实时传感的基础上，建立传感数据与数字化模型的连接映射，依靠此映射来实现使数字化型能及时、真切反映物理系统在现实世界行为的目的，而且通过人工智能算法达成对系统当前状态的精准分析以及对未来状态的科学预测 。需要留意的是，在当下现有的技艺方法情形之下，数字孪生确实没办法去达成对于繁复且复杂的实体系统的那种涵盖各项细节无遗漏的完全复制，通常一贯是针对物理系统里关键有用信息只展开局部部分的选择性复制 。
数字孪生的具体应用
近些年，伴随5G以及物联网还有云计算亦或是大数据和人工智能乃至混合现实等新型一代信息技术得以发展，数字孪生于理论方面已然取得快速发展结果，于应用方面同样取得快速发展进程，凭借数字孪生跟产业技术的深度融合关系，其推动力非常强大有效地推动了相关产业数字化和网络化和使其朝向智能化方向发展的进程，正成为推动产业转型升级的一股强大力量 。
在工业产品研发范畴内，借助构建数字孪生，面向工业产品以及装备，能够达成产品装备层面的服役监测，还能开展健康管理服务。举例来讲，在航空飞行器于天空中进行飞行期间，地面位置所设置的数字孪生系统，能够凭借所采集到的飞行器实时传感的数据信息，以高精度模拟飞行器其时所呈现的运行状态面貌，对飞行器之后的性能表现以及存在潜在性质的故障状况等予以预先推测，甚至能够在提前十五天至三十天之间的时间段里，察觉到某些潜在存在的故障问题。数字空间之内，孪生技术对未来产品的形态造成了深度层面的深刻改变，未来阶段企业交付予客户的产品，其具备之物将不是单一纯粹的物理实体形式内容，而是体现的虚实相互融合的孪生特殊形态样式等等构成总体。
在生产制造领域，借助数字孪生，于建设实体工厂之际，在电脑上搭建一个虚拟工厂，实体工厂的每个车间被映射在虚拟工厂上，每条流水线被映射在虚拟工厂上，每台设备被映射在虚拟工厂上，每个生产动作被映射在虚拟工厂上。在生产进程中，依靠数字孪生实时监测实体工厂的生产状况，及时察觉生产瓶颈，对车间生产调度加以优化，进而提升工厂的生产效率以及管控水平。基于数字孪生的智能工厂，会成为未来工厂的关键发展趋向。
于城市管理范畴之中，借由搭建起城市的数如这般的事物，借由数字孪生针对城市交通数据展开实时性分析运用，能够精确地预见到城市交通拥堵的核心部位关键节点，进而预先实施交通管制举措，减轻交通所承受的压力负担。未来之时城市这一体，势必是建立坐落于数字孪生这种基础之上，具备拥有自主学习的能力能耐，演变成转变成为具有高度智慧的城市独特的新形态模样 。
除去上述那些领域啦，智慧医疗领域在大力发展数字孪生技术，智慧物流领域也在大力发展数字孪生技术，智慧农业领域同样在大力发展数字孪生技术，安全应急等诸多行业领域都在大力发展数字孪生技术，数字孪生应用场景极为广阔。
【作者为浙江大学机械工程学院副院长、教授、博士生导师】
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