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數字孿生:數字世界與現實世界的交匯

王涵
5/4/2023
5
分鐘閱讀

數字孿生是一種嶄新的技術,指將現實世界中的物理實體、系統或過程通過數位化技術在虛擬數字世界中建立起虛擬模型。數字孿生可以幫助人們以更小的成本地理解和預測現實世界中的物理實體、系統或過程的行為和性能,從而提高生產效率、降低成本、減少風險等。

如今數字孿生技術已經被廣泛應用於製造業、能源、交通、醫療等領域。

一、如何判斷是不是數字孿生?

(圖片來源:數字孿生成熟度模型[J]. 陶飛;張辰源;戚慶林;張賀.計算機集成製造系統,2022(05))

有學者從落地應用的角度出發,研究提出一套數字孿生成熟度模型,將數字孿生成熟度劃分為“以虛仿實(L0)、以虛映實(L1)、以虛控實(L2)、以虛預實(L3)、以虛優實 (L4)、虛實共生(L5)”六個等級。

零級(L0):以虛仿實
以虛仿實指利用數字孿生模型對物理實體描述和刻畫,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第零等級(L0),滿足此要求的實踐和應用可歸入廣義數字孿生的概念範疇。

一級(L1):以虛映實
以虛映實,指利用數字孿生模型實時復現物理實體的實時狀態和變化過程,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第一等級(L1)。

二級(L2):以虛控實
以虛控實,指利用數字孿生模型間接控制物理實體的運行過程,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第二等級(L2)。

三級(L3):以虛預實
以虛預實,指利用數字孿生模型預測物理實體未來一段時間的運行過程和狀態,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第三等級(L3)。

四級(L4):以虛優實
以虛優實,指利用數字孿生模型對物理實體進行優化,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第四等級(L4)。

五級(L5):虛實共生
虛實共生,作為數字孿生的理想目標,指物理實體和數字孿生模型在長時間的同步運行過程中,甚至是在全生命週期中通過動態重構實現自主孿生,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第五等級(L5)。

二、數字孿生的應用

數字孿生在企業中的應用場景非常廣泛。在生產製造領域,數字孿生可以幫助企業優化生產流程、提高生產效率、降低成本。例如,數字孿生可以建立一個虛擬的生產線模型,通過仿真分析來優化生產流程,減少生產中的浪費和錯誤。在供應鏈管理領域,數字孿生可以幫助企業優化供應鏈的各個環節,提高供應鏈的效率和可靠性。數字孿生可以建立一個虛擬的供應鏈模型,通過仿真分析來優化供應鏈的各個環節,減少庫存、降低運輸成本、提高交貨準確率。在產品設計領域,數字孿生可以幫助企業優化產品設計,提高產品的質量和性能。數字孿生可以建立一個虛擬的產品設計模型,通過仿真分析來優化產品的結構和材料,提高產品的質量和性能。

三、數字孿生的實施步驟

數字孿生的實施步驟包括數據採集、建模、仿真、優化等。首先,需要採集現實世界中的數據,包括實體的形狀、材料、性能等信息,以及系統或過程的運行數據。數據採集這一步至關重要,這是成功實現數字孿生的重要前提。正如我們往期討論過的銷售自動化一樣,脫離數據的準確獲取,那麼討論數字孿生則變得毫無意義。

CINNOX有強大的數據採集能力,通過端對端加密收集交互數據,並設定人員角色資格來管理數據分享。它可以對數據進行標籤分類、格式化、統一單位等操作,使得數據更加標準化、規範化、易於理解和使用。 CINNOX還可以將數據進行分析和可視化,幫助企業用戶更加直觀地了解數據特徵和趨勢,並及時採取措施進行修復和優化。同時,CINNOX還提供了數據治理和管理功能,包括數據字典、元數據管理、數據質量分析和評估等,確保數據的可信度和可靠性。

然後,需要建立數字孿生模型,將採集到的數據轉化為數字孿生模型。接著,需要進行仿真分析,模擬現實世界中的物理實體、系統或過程的行為和性能。最後,需要進行優化,通過仿真分析來優化物理實體、系統或過程的性能。

四、數字孿生的未來發展趨勢

通過數字孿生技術,企業可以進一步提高自身的競爭力和創新能力,為企業創造更加美好的未來。

因此,我們鼓勵企業將數字孿生的思維融入商業模式,將數字孿生作為企業數位化轉型的重要支撐,最終達到虛實共生,實現企業的可持續發展和創新發展。

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數字孿生是一種嶄新的技術,指將現實世界中的物理實體、系統或過程通過數位化技術在虛擬數字世界中建立起虛擬模型。數字孿生可以幫助人們以更小的成本地理解和預測現實世界中的物理實體、系統或過程的行為和性能,從而提高生產效率、降低成本、減少風險等。

如今數字孿生技術已經被廣泛應用於製造業、能源、交通、醫療等領域。

一、如何判斷是不是數字孿生?

(圖片來源:數字孿生成熟度模型[J]. 陶飛;張辰源;戚慶林;張賀.計算機集成製造系統,2022(05))

有學者從落地應用的角度出發,研究提出一套數字孿生成熟度模型,將數字孿生成熟度劃分為“以虛仿實(L0)、以虛映實(L1)、以虛控實(L2)、以虛預實(L3)、以虛優實 (L4)、虛實共生(L5)”六個等級。

零級(L0):以虛仿實
以虛仿實指利用數字孿生模型對物理實體描述和刻畫,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第零等級(L0),滿足此要求的實踐和應用可歸入廣義數字孿生的概念範疇。

一級(L1):以虛映實
以虛映實,指利用數字孿生模型實時復現物理實體的實時狀態和變化過程,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第一等級(L1)。

二級(L2):以虛控實
以虛控實,指利用數字孿生模型間接控制物理實體的運行過程,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第二等級(L2)。

三級(L3):以虛預實
以虛預實,指利用數字孿生模型預測物理實體未來一段時間的運行過程和狀態,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第三等級(L3)。

四級(L4):以虛優實
以虛優實,指利用數字孿生模型對物理實體進行優化,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第四等級(L4)。

五級(L5):虛實共生
虛實共生,作為數字孿生的理想目標,指物理實體和數字孿生模型在長時間的同步運行過程中,甚至是在全生命週期中通過動態重構實現自主孿生,具有該能力的數字孿生處於其成熟度等級的第五等級(L5)。

二、數字孿生的應用

數字孿生在企業中的應用場景非常廣泛。在生產製造領域,數字孿生可以幫助企業優化生產流程、提高生產效率、降低成本。例如,數字孿生可以建立一個虛擬的生產線模型,通過仿真分析來優化生產流程,減少生產中的浪費和錯誤。在供應鏈管理領域,數字孿生可以幫助企業優化供應鏈的各個環節,提高供應鏈的效率和可靠性。數字孿生可以建立一個虛擬的供應鏈模型,通過仿真分析來優化供應鏈的各個環節,減少庫存、降低運輸成本、提高交貨準確率。在產品設計領域,數字孿生可以幫助企業優化產品設計,提高產品的質量和性能。數字孿生可以建立一個虛擬的產品設計模型,通過仿真分析來優化產品的結構和材料,提高產品的質量和性能。

三、數字孿生的實施步驟

數字孿生的實施步驟包括數據採集、建模、仿真、優化等。首先,需要採集現實世界中的數據,包括實體的形狀、材料、性能等信息,以及系統或過程的運行數據。數據採集這一步至關重要,這是成功實現數字孿生的重要前提。正如我們往期討論過的銷售自動化一樣,脫離數據的準確獲取,那麼討論數字孿生則變得毫無意義。

CINNOX有強大的數據採集能力,通過端對端加密收集交互數據,並設定人員角色資格來管理數據分享。它可以對數據進行標籤分類、格式化、統一單位等操作,使得數據更加標準化、規範化、易於理解和使用。 CINNOX還可以將數據進行分析和可視化,幫助企業用戶更加直觀地了解數據特徵和趨勢,並及時採取措施進行修復和優化。同時,CINNOX還提供了數據治理和管理功能,包括數據字典、元數據管理、數據質量分析和評估等,確保數據的可信度和可靠性。

然後,需要建立數字孿生模型,將採集到的數據轉化為數字孿生模型。接著,需要進行仿真分析,模擬現實世界中的物理實體、系統或過程的行為和性能。最後,需要進行優化,通過仿真分析來優化物理實體、系統或過程的性能。

四、數字孿生的未來發展趨勢

通過數字孿生技術,企業可以進一步提高自身的競爭力和創新能力,為企業創造更加美好的未來。

因此,我們鼓勵企業將數字孿生的思維融入商業模式,將數字孿生作為企業數位化轉型的重要支撐,最終達到虛實共生,實現企業的可持續發展和創新發展。

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