From d2469398d376f506c9020b71a329f3734da732df Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: zhangxiaohui <1090239782@qq.com> Date: Sat, 5 Jun 2021 08:21:38 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=9B=B4=E6=96=B0=E6=95=B0=E5=AD=97=E5=AD=AA?= =?UTF-8?q?=E7=94=9F=E7=AC=94=E8=AE=B0?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- ...Œ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用.md | 4 + 数字孪生/数字孪生.md | 160 ++++++++++++++++++ 数字孪生/数字孪生技术在智慧交通领域.md | 70 ++++++++ 数字孪生/数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†.md | 9 + 4 files changed, 243 insertions(+) create mode 100644 数字孪生/ä¿¡æ¯åŒ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用.md create mode 100644 数字孪生/数字孪生.md create mode 100644 数字孪生/数字孪生技术在智慧交通领域.md create mode 100644 数字孪生/数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†.md diff --git a/数字孪生/ä¿¡æ¯åŒ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用.md b/数字孪生/ä¿¡æ¯åŒ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用.md new file mode 100644 index 0000000..a961a3f --- /dev/null +++ b/数字孪生/ä¿¡æ¯åŒ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用.md @@ -0,0 +1,4 @@ +[ä¿¡æ¯åŒ–时代背景下数字孪生技术与区å—链技术的关è”应用](http://www.ztmapinfo.com/blog/index.php/article/433.html) + + + diff --git a/数字孪生/数字孪生.md b/数字孪生/数字孪生.md new file mode 100644 index 0000000..8749842 --- /dev/null +++ b/数字孪生/数字孪生.md @@ -0,0 +1,160 @@ +# ä¸€ã€æ•°å­—孪生究竟是什么? + +​ 数字孪生,英文å为DigitalTwin(æ•°å­—åŒèƒžèƒŽ)ï¼Œä¹Ÿç§°ä¹‹ä¸ºæ•°å­—æ˜ å°„ã€æ•°å­—镜åƒã€‚它的官方定义ååˆ†å¤æ‚: + +​ 数字孪生是充分è¿ç”¨ç‰©ç†æ¨¡åž‹ã€ä¼ æ„Ÿå™¨æ›´æ–°ã€è¿ä½œåކå²ç­‰æ•°æ®ä¿¡æ¯ï¼Œé›†æˆå¤šå­¦ç§‘ã€å¤šç‰©ç†é‡ã€å¤šå°ºåº¦ã€å¤šæ¦‚çŽ‡çš„æ¨¡æ‹Ÿä»¿çœŸè¿‡ç¨‹ï¼Œåœ¨è™šæ‹Ÿç©ºé—´ä¸­è¿›è¡Œæ˜ å°„ï¼Œè¿›è€Œåæ˜ å¯¹åº”的实体装备的全生命周期过程。简便而言,数字孪生便是在一个设备或系统的基础上创建一个数字版的“克隆体â€ã€‚这个“克隆体â€ä¹Ÿç§°ä¹‹ä¸ºâ€œæ•°å­—孪生体â€ã€‚ + +​ 它被创建在信æ¯åŒ–å¹³å°ä¸Šï¼Œæ˜¯è™šæ‹Ÿçš„。数字孪生体最大的特性就在于:它是对实体目标(本体)çš„åŠ¨æ€æ¨¡æ‹Ÿä»¿çœŸã€‚这也就是说,数字孪生体是会“动â€çš„。它“动â€çš„便®æ¥è‡ªäºŽæœ¬ä½“的物ç†è®¾è®¡æ¨¡åž‹ï¼Œè¿˜æœ‰å°±æ˜¯æœ¬ä½“上é¢ä¼ æ„Ÿå™¨å馈的数æ®ä¿¡æ¯ï¼Œä»¥åŠæœ¬ä½“è¿ä½œçš„åŽ†å²æ•°æ®ã€‚倘若需è¦åšç³»ç»Ÿè®¾è®¡å˜åŠ¨ï¼Œæˆ–è€…éœ€è¦çŸ¥é“系统在特殊外部æ¡ä»¶ä¸‹çš„å应,工程师们å¯ä»¥åœ¨å­ªç”Ÿä½“上进行“实验â€ã€‚如此一æ¥ï¼Œæ—¢é¿å…了对本体的影å“,还å¯ä»¥æé«˜æ•ˆçއã€èŠ‚çº¦æˆæœ¬ã€‚除去“会动â€ä¹‹å¤–,正确ç†è§£æ•°å­—孪生还需è¦è®°ä½ä¸‰ä¸ªå…³é”®è¯ï¼Œåˆ†åˆ«æ˜¯â€œå…¨ç”Ÿå‘½å‘¨æœŸâ€ã€â€œå®žæ—¶/准实时â€ã€â€œåŒå‘â€ã€‚ + +​ 数字孪生是起æºäºŽå·¥ä¸šç•Œçš„æ¦‚念。在工业制造领域,有个è¯å«åšâ€œäº§å“生命周期管ç†(PLM)â€ã€‚全生命周期,指的是数字孪生å¯ä»¥è´¯ç©¿äº§å“包括设计ã€å¼€å‘ã€åˆ¶é€ ã€æœåŠ¡ã€ç»´æŠ¤ç”šè‡³æŠ¥åºŸå›žæ”¶çš„æ•´ä¸ªå‘¨æœŸã€‚它并ä¸ä»…ä»…å±€é™äºŽå助ä¼ä¸šæŠŠäº§å“更好的造出æ¥ï¼Œè¿˜åŒ…括å助用户更好的使用产å“。而实时/准实时,指的是本体和孪生体之间,å¯ä»¥æž„建全é¢çš„实时或准实时è”ç³»ã€‚ä¸¤è€…ä¹‹é—´å¹¶ä¸æ˜¯å®Œå…¨ç‹¬ç«‹çš„,映射关系也具有一定的实时性。åŒå‘,指的是本体和孪生体之间的数æ®ä¿¡æ¯æµåЍå¯ä»¥æ˜¯åŒå‘çš„ã€‚å¹¶ä¸æ˜¯åªæœ‰æœ¬ä½“å‘孪生体输出数æ®ä¿¡æ¯ï¼Œå­ªç”Ÿä½“也å¯ä»¥å‘本体å馈信æ¯ã€‚ä¼ä¸šå¯ä»¥æ ¹æ®å­ªç”Ÿä½“å馈的信æ¯ï¼Œå¯¹æœ¬ä½“采喿›´è¿›ä¸€æ­¥çš„行动和干预。 + +## 1.1 数字孪生的起æºå’Œå®šä¹‰ + +1. 数字孪生是有生命或无生命的物ç†å®žä½“的数字副本; +2. 通过桥接物ç†å’Œè™šæ‹Ÿä¸–界,数æ®å¯ä»¥æ— ç¼ä¼ è¾“,进而å…许虚拟实体与物ç†å®žä½“åŒæ—¶å­˜åœ¨ã€‚ + +![image-20210511143916347](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210511143916347.png) + +## 1.2 数字孪生有何用 + +​ 首先,它å¯ä»¥é€šè¿‡è®¾è®¡å·¥å…·ã€ä»¿çœŸå·¥å…·ã€ç‰©è”网ã€è™šæ‹ŸçŽ°å®žç­‰å¤šç§æ•°å­—化的手段,将物ç†è®¾å¤‡çš„å„ç§å±žæ€§æ˜ å°„到虚拟空间中,生æˆå¯æ‹†è§£ã€å¯å¤åˆ¶ã€å¯è½¬ç§»ã€å¯æ›´æ”¹ã€å¯åˆ é™¤ã€å¯é‡å¤æ“作的数字镜åƒã€‚ + +​ è¿™æžå¤§ç¨‹åº¦çš„加快了æ“作人员对物ç†å®žä½“的了解,激å‘ä»¿çœŸæ¨¡æ‹Ÿã€æ‰¹é‡å¤åˆ¶ã€è™šæ‹Ÿè£…é…等设计活动。以往,在没有数字化模型å助下,生产制造一件产å“è¦ç»è¿‡å¾ˆå¤šæ¬¡è¿­ä»£è®¾è®¡ã€‚现如今,è¿ç”¨äº†æ•°å­—化模型的设计技术,就å¯ä»¥åœ¨è™šæ‹Ÿçš„三维数字空间轻æ¾åœ°æ›´æ”¹æž„件和产å“çš„æ¯ä¸€å¤„尺寸和装é…关系,这使得几何结构的验è¯å·¥ä½œå’Œè£…é…å¯è¡Œæ€§çš„验è¯å·¥ä½œå˜çš„简å•,大幅é™ä½Žäº†è¿­ä»£è¿‡ç¨‹ä¸­ç‰©ç†æ ·æœºçš„ç”Ÿäº§åˆ¶é€ æ¬¡æ•°ã€æ—¶é—´ï¼ŒåŠå…¶æˆæœ¬ã€‚ + +​ 除此之外,数字孪生还å¯ä»¥é€šè¿‡æ”¶é›†æœ‰é™çš„物ç†ä¼ æ„Ÿå™¨æŒ‡æ ‡çš„直接数æ®ï¼Œä¾é å¤§æ ·æœ¬åº“,通过机器学习推断出一些原本没法直接测é‡çš„æŒ‡æ ‡ã€‚由此实现对当å‰çжæ€çš„评估ã€å¯¹ä»¥å¾€å‘生问题的诊断,åŠå…¶å¯¹æœªæ¥å‘展趋势的预测,并给予分æžçš„结果,模拟多ç§å¯èƒ½æ€§ï¼Œæä¾›æ›´å…¨æ–¹ä½çš„决策支撑。比如说,针对大型设备è¿ä½œè¿‡ç¨‹ä¸­å‡ºçŽ°çš„å¤šç§æ•…障特å¾ï¼Œå¯ä»¥å°†ä¼ æ„Ÿå™¨çš„åŽ†å²æ•°æ®é€šè¿‡æœºå™¨å­¦ä¹ è®­ç»ƒå‡ºé’ˆå¯¹ä¸åŒæ•…éšœçŽ°è±¡çš„æ•°å­—åŒ–ç‰¹å¾æ¨¡åž‹ï¼Œå¹¶ç»“åˆä¸“家处ç†çš„è®°å½•ï¼Œå°†å…¶ç”Ÿæˆæœªæ¥å¯¹è®¾å¤‡æ•…障状æ€è¿›è¡Œç²¾å‡†åˆ¤æ–­çš„便®ï¼Œæœ€ç»ˆå½¢æˆè‡ªæ²»åŒ–的智能诊断和判决。 + + + +## 1.3 数字孪生技术框架 + +​ 数字孪生技术框架å¯åˆ†ä¸ºä¸‰ä¸ªå±‚çº§ï¼Œå³æ•°æ®æŽ¥å…¥å±‚ã€è®¡ç®—仿真层和应用层。 + +![](http://www.ztmapinfo.com/blog/data/uploads/20210301/20210301170629_49726.png) + + + +​ ç¬¬ä¸€ä¸ªå±‚çº§æ˜¯æ•°æ®æŽ¥å…¥å±‚ï¼Œä¸»è¦æ˜¯æŒ‡é€šè¿‡é™æ€å»ºæ¨¡å’ŒåŠ¨æ€æ„ŸçŸ¥æ¥èŽ·å–æ•°æ®ï¼Œåˆ›å»ºä¸€ä¸ªåŸºæœ¬çš„å®¢è§‚ä¸–ç•Œçš„é•œåƒæ¨¡åž‹ã€‚感知å¯åˆ†ä¸ºä¸¤å¤§ç±»ï¼šç¬¬ä¸€ç±»æ˜¯é™æ€æ„ŸçŸ¥ï¼Œå¸¸ç”¨çš„æ˜¯CAD/CAE/BIM/CIMæŠ€æœ¯ï¼Œå¦‚å¯¹åŸŽå¸‚çŽ¯å¢ƒçš„é™æ€éƒ¨åˆ†è¿›è¡Œå»ºæ¨¡ï¼›ç¬¬äºŒç±»æ˜¯åŠ¨æ€æ„ŸçŸ¥ï¼Œè¿™ä¸ªæ˜¯è¾ƒä¸ºå…³é”®çš„ä¸€ç‚¹ã€‚åŠ¨æ€æ„ŸçŸ¥çš„å‘展,实际上得益于物è”网ã€äº’è”网技术的å‘展,诸如工业互è”网ã€5G甚至未æ¥6GæŠ€æœ¯çš„ä¸æ–­å‘展。在这些技术的支æŒä¸‹ï¼Œå¯ä»¥æ›´å…¨é¢ã€åŠæ—¶åœ°å®žçŽ°å¯¹å®¢è§‚çŽ¯å¢ƒçš„çŠ¶æ€æ„ŸçŸ¥ã€‚ + +​ ç¬¬äºŒå±‚æ˜¯è®¡ç®—ä»¿çœŸå±‚ï¼Œä¸»è¦æ˜¯åŒ…å«å‘掘分æžå’Œä»¿çœŸé¢„测两个方é¢ï¼Œæ˜¯ä¸ºæ•°å­—孪生上层应用æä¾›æŠ€æœ¯æ”¯æŒçš„关键层级。一方é¢ï¼Œè¦å¯¹é™æ€å’ŒåŠ¨æ€æ„ŸçŸ¥æ‰€èŽ·å–æ•°æ®çš„åˆçº§æ¨¡åž‹è¿›è¡Œæ·±å±‚æ¬¡å‘æŽ˜ï¼Œåˆ›å»ºæ›´é«˜å±‚çš„çŸ¥è¯†æ¨¡åž‹ï¼Œå³å‘现一些规律ã€åˆ†å¸ƒå’Œå…³è”,获å–出更高层语义的知识。å¦ä¸€æ–¹é¢ï¼Œè¿ç”¨è¿™äº›çŸ¥è¯†åŽ»åšä»¿çœŸæ¼”ç®—ï¼Œè¿›è€Œèƒ½å¤Ÿä¸ºä¸Šå±‚åº”ç”¨å®žçŽ°â€”â€”é€šè¿‡çŽ°å®žçš„æŠŠæ¡æ¥é¢„测未æ¥ã€‚ + +​ 第三层是应用层,数字孪生的核心应用是决策和控制。在现实中,一系列改造现实世界的过程å¯ä»¥è®¤ä¸ºæ˜¯ä¸€ç§å®žæ–½ç­–略,或是看æˆä¸€ç§å†³ç­–。通过应用数字孪生系统,å¯ä»¥åœ¨ä¼—å¤šå¹³è¡Œä¸–ç•Œä¸­é€šè¿‡æŽ¨æ¼”æ¥æ£€éªŒæˆ‘们的策略和决策是å¦åˆç†ï¼Œå†è¿›ä¸€æ­¥è¿ç”¨å„ç±»æ™ºèƒ½ä¼˜åŒ–æŠ€æœ¯ï¼Œä¸æ–­è¿­ä»£æ”¹è¿›ç­–略和决策,最åŽå†é€šè¿‡æŽ§åˆ¶ç³»ç»Ÿæ¥å®žæ–½ç­–ç•¥å’Œå†³ç­–ï¼Œå½±å“æ”¹å˜çŽ°å®žä¸–ç•Œçš„PhysicalTwin(物ç†åŒèƒžèƒŽï¼‰ï¼Œè¿›è€Œæž„æˆâ€œæ„Ÿè§‰-决策-控制-感知â€â€”—物ç†ä¸Žæ•°å­—çš„å­ªç”Ÿä¸–ç•Œä¹‹é—´ä¿¡æ¯æµåŠ¨é—­çŽ¯ã€‚ + +建模ã€ä»¿çœŸå’ŒåŸºäºŽæ•°æ®èžåˆçš„æ•°å­—线程是数字æŽç”Ÿä½“的三项核心技术;能够åšåˆ°ç»Ÿé¢†å»ºæ¨¡ã€ä»¿çœŸå’Œæ•°å­—线程的系统工程和MBSE,则æˆä¸ºæ•°å­—æŽç”Ÿä½“的顶层框架技术;物è”网是数字æŽç”Ÿä½“çš„åº•å±‚ä¼´ç”ŸæŠ€æœ¯ï¼›è€Œäº‘è®¡ç®—ã€æœºå™¨å­¦ä¹ ã€å¤§æ•°æ®ã€åŒºå—链则是数字æŽç”Ÿä½“的外围使能技术。 + +# äºŒã€æ•°å­—孪生:为物ç†ä¸–界“å¤åˆ¶â€ä¸€ä¸ªè™šæ‹Ÿæ•°å­—分身 + + “数字孪生â€ï¼ˆDigitalTwinï¼‰è¿™ä¸ªæ¦‚å¿µæ­£å¼æå‡ºæ˜¯åœ¨NASAçš„2010年的一份技术报告当中,那时候给出的一个狭窄定义是“集æˆäº†å¤šç‰©ç†é‡ã€å¤šå°ºåº¦ã€å¤šæ¦‚率的系统或飞行器仿真过程â€ï¼ŒæŽ¥ä¸‹æ¥ï¼Œâ€œæ•°å­—å­ªç”Ÿâ€æ¦‚念和相关技术主è¦åº”用在航空航天领域的飞行器å¥åº·ç®¡ç†ï¼ŒåŒ…æ‹¬åƒæœºèº«è®¾è®¡ä¸Žç»´ä¿®ï¼Œé£žè¡Œå™¨èƒ½åŠ›è¯„ä¼°ï¼Œé£žè¡Œå™¨æ•…éšœé¢„æµ‹ç­‰åº”ç”¨å½“ä¸­ã€‚ + +​ ä¸è¿‡ï¼Œâ€œå­ªç”Ÿâ€çš„æ¦‚念在二å世纪六å年代就已ç»å‡ºçŽ°ï¼Œé‚£æ—¶å€™ç¾Žå›½NASA在“阿波罗计划â€ä¸­ï¼Œåˆ›å»ºäº†ä¸¤ä¸ªå®Œå…¨ç›¸åŒçš„航天飞行器,其中一个å‘射到太空执行任务,å¦ä¸€ä¸ªç•™åœ¨åœ°çƒä¸Šç”¨æ¥å映太空中航天器在任务期间的工作状æ€ï¼Œè¿›è€Œå助工程师分æžå¤„ç†å¤ªç©ºä¸­å‡ºçŽ°çš„ç´§æ€¥äº‹ä»¶ã€‚æ­¤æ—¶ï¼Œä¸¤ä¸ªèˆªå¤©å™¨éƒ½æ˜¯çœŸå®žå­˜åœ¨çš„ç‰©ç†å®žä½“,也就是还未形æˆâ€œæ•°å­—孪生â€çš„æ¦‚念。 + +​ 到2003å¹´å·¦å³ï¼Œç¾Žå›½å¯†æ­‡æ ¹å¤§å­¦æ•™æŽˆGrieves首次在“产å“的全生命周期管ç†â€è¯¾ç¨‹ä¸Šæå‡ºäº†â€œæ•°å­—孪生â€çš„æž„æƒ³ï¼Œåªæ˜¯å½“时将之称为“ConceptualIdealforProductLifecycleManagementâ€ï¼ŒPLMçš„ä¸»è¦æž„想便是在虚拟空间创建一套数字模型,å¯ä»¥ä¸Žç‰©ç†å®žä½“进行交互映射,完整æè¿°ç‰©ç†å®žä½“全生命周期的è¿è¡Œè½¨è¿¹ã€‚ + +​ 现如今,伴éšç€æ•°å­—化技术在消费互è”网和产业互è”ç½‘çš„æ·±å±‚æ¬¡åº”ç”¨ï¼Œâ€œæ•°å­—å­ªç”Ÿâ€æ¦‚念和技术获得了更加广泛地推广和应用。在2019年,“数字孪生â€è¿™ä¸€æœ¯è¯­å·²ç»è¢«Gartner列入2019å¹´å大战略性技术趋势之一。 + +​ 如何æ¥è§£é‡Šâ€œæ•°å­—å­ªç”Ÿâ€æ¦‚念呢?从国际标准化组织的定义æ¥çœ‹ï¼Œæ•°å­—孪生是具备数æ®è¿žæŽ¥çš„特殊物ç†å®žä½“或过程的数字化表述,该数æ®è¿žæŽ¥å¯ä»¥ä¿è¯ç‰©ç†çжæ€å’Œè™šæ‹Ÿçжæ€ä¹‹é—´çš„åŒé€ŸçŽ‡æ”¶æ•›ï¼Œå¹¶æä¾›ç‰©ç†å®žä½“或æµç¨‹è¿‡ç¨‹çš„æ•´ä¸ªç”Ÿå‘½å‘¨æœŸçš„集æˆè§†å›¾ï¼Œæœ‰ç›ŠäºŽæå‡æ•´ä½“性能。 + +​ ç®€å•æ¥è¯´ï¼Œä¾¿æ˜¯é’ˆå¯¹äºŽç‰©ç†ä¸–界的实体,利用数字化手段创建一个数字世界中的“完整分身â€ï¼Œèƒ½å¤Ÿå’Œç‰©ç†å®žä½“ä¿æŒå®žæ—¶çš„äº¤äº’è”æŽ¥ï¼Œå‡­å€ŸåŽ†å²æ•°æ®ã€å®žæ—¶æ•°æ®ä»¥åŠç®—法模型等,通过模拟ã€éªŒè¯ã€é¢„æµ‹ã€æŽ§åˆ¶ç‰©ç†å®žä½“全生命周期过程,实现对物ç†å®žä½“的了解ã€åˆ†æžå’Œæå‡ã€‚从上述定义å¯ä»¥çœ‹åˆ°ï¼Œæ•°å­—孪生所具备的特å¾ï¼ŒåŒ…å«ï¼š + +1)互æ“ä½œæ€§ï¼Œå³æ•°å­—孪生中的物ç†å®žä½“和数字空间的虚拟实体能够åŒå‘映射ã€åЍæ€äº¤äº’和实时连接。 + + 2ï¼‰å¯æ‰©å±•æ€§ï¼Œå³æ•°å­—孪生技术具备集æˆã€æ·»åŠ å’Œæ›¿æ¢çš„能力,能够针对多尺度ã€å¤šç‰©ç†ã€å¤šå±‚级的数字模型内容进行扩展。 + +3ï¼‰å®žæ—¶æ€§ï¼Œå³æ•°å­—化虚拟实体å¯å¯¹ç‰©ç†å®žä½“è¿›è¡Œéšæ—¶é—´è½´å˜åŒ–而进行实时状æ€çš„æ•°å­—表å¾ã€‚ + +4)ä¿çœŸæ€§ï¼Œå³æ•°å­—化虚拟实体与物ç†å®žä½“ä¿æŒåœ¨æ ·æ€ã€çжæ€ã€ç›¸æ€å’Œæ—¶æ€ä¸Šçš„高度仿真。 + +5ï¼‰é—­çŽ¯æ€§ï¼Œå³æ•°å­—化虚拟实体å¯ä»¥è¡¨è¿°ç‰©ç†å®žä½“çš„å¯è§†åŒ–模型和内在机ç†ï¼Œä»¥ä¾¿äºŽå¯¹ç‰©ç†å®žä½“çŠ¶æ€æ•°æ®è¿›è¡Œç›‘控ã€åˆ†æžã€æŽ¨ç†ã€ä¼˜åŒ–å·¥è‰ºå‚æ•°å’Œè¿è¡Œå‚数,实现决策功能,形æˆé—­çŽ¯æ€§ã€‚ + + + + + + + +# 三ã€â€œä¸‡ç‰©çš†æ•°æ®â€ï¼šæ— å¤„ä¸åŠçš„æ•°å­—孪生应用场景 + + 数字孪生åšä¸ºæ•°å­—ç»æµŽä¹‹ä¸­ä¸€é¡¹å…³é”®æŠ€æœ¯å’Œé«˜æ•ˆèƒ½å·¥å…·ï¼Œå¯ä»¥æœ‰æ•ˆçš„呿Œ¥å…¶åœ¨è®¾è®¡æ¨¡åž‹ã€æ•°æ®é‡‡é›†ã€åˆ†æžé¢„测ã€ä»¿çœŸæ¨¡æ‹Ÿç­‰æ–¹é¢çš„åŠŸæ•ˆï¼ŒåŠ©åŠ›æŽ¨åŠ¨äº§ä¸šæ•°å­—åŒ–ï¼Œä¿ƒè¿›æ•°å­—ç»æµŽä¸Žå®žä½“ç»æµŽèžåˆå‘展。 + +## 3.1 数字孪生的价值 + +### 1. 工业制造 + +​ 数字孪生技术å¯ä»¥åœ¨ç½‘络空间中å†çŽ°äº§å“和生产系统,并使产å“和生产系统的数字空间模型和物ç†ç©ºé—´æ¨¡åž‹å§‹ç»ˆå¤„于实时交互中,两者之间å¯ä»¥åŠæ—¶åœ°æŠŠæ¡å½¼æ­¤çš„动æ€å˜åŒ–并实时地作出å“应,为实现智能制造æä¾›äº†å¼ºæœ‰åŠ›çš„ä¿éšœï¼ŒåŒæ—¶ä¹Ÿæ›´è¿›ä¸€æ­¥åŠ å¿«äº†æ™ºèƒ½åˆ¶é€ ä¸Žå·¥ä¸šäº’è”网ã€ç‰©è”网相èžåˆã€‚ + +​ 近些年æ¥ï¼Œæ•°å­—å­ªç”Ÿè¿™ä¸ªå‰æ²¿æŠ€æœ¯å·²ç»èŽ·å¾—äº†å·¥ä¸šç•Œä¸Žå­¦æœ¯ç•Œçš„å¹¿æ³›æ€§å…³æ³¨ã€‚å…¨ä¸–ç•Œæœ€å…·æƒå¨æ€§çš„IT研究与顾问咨询公å¸Gartner将数字孪生列入å大战略性科技å‘展趋势之一。现阶段,数字孪生主è¦è¢«è¿ç”¨äºŽåˆ¶é€ ä¸šé¢†åŸŸï¼Œå›½é™…æ•°æ®å…¬å¸è¡¨ç¤ºçŽ°å¦‚ä»Šæœ‰40%的大型制造商都在è¿ç”¨è¿™ç§è™šæ‹Ÿä»¿çœŸæŠ€æœ¯ä¸ºç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹å»ºæ¨¡ï¼Œæ•°å­—孪生已æˆä¸ºåˆ¶é€ ä¼ä¸šè¿ˆå‘工业4.0的解决方案。2020年,有210亿个连接的传感器和终端æœåŠ¡äºŽæ•°å­—å­ªç”Ÿï¼Œåœ¨ä¸ä¹…çš„å°†æ¥æ•°å­—化孪生将存在数å亿ç§ã€‚ + +### 2. 智慧城市 + +​ 如果物ç†ä¸–界是一个工厂,则对应的数字世界是数字孪生工厂,如果物ç†ä¸–ç•Œæ˜¯ä¸€ä¸ªåŸŽå¸‚ï¼Œé‚£ä¹ˆå¯¹åº”çš„æ•°å­—ä¸–ç•Œå³æ•°å­—å­ªç”ŸåŸŽå¸‚ã€‚ä»Žå·¥ä¸šå¼•ä¼¸åˆ°åŸŽå¸‚ï¼Œä¹Ÿæ˜¯é¡ºç†æˆç« çš„结果,因为城市是数字化更大的舞å°ï¼Œæ˜¯ç”±äººä¸Žç‰©ä»¶ã€äº‹ä»¶æž„æˆçš„ç¹æ‚巨系统,比工厂更为丰富多彩。城市å‘展时至今日ä»é¢ä¸´ç€æ¯”较严é‡çš„问题,传统的å‘展模å¼å·²ç»å¤±æ•ˆï¼Œä»¥ä¿¡æ¯åŒ–ä¸ºå¼•æ“Žçš„æ•°å­—åŸŽå¸‚ã€æ™ºæ…§åŸŽå¸‚æˆä¸ºäº†åŸŽå¸‚å‘展的新ç†å¿µå’Œæ–°æ¨¡å¼ã€‚虽说数字城市的æå‡ºç”±æ¥å·²ä¹…,但此å‰çš„æ¦‚念并没有上å‡åˆ°æ•°å­—孪生的高度,这与技术å‘å±•çš„é˜¶æ®µæœ‰å…³ï¼Œç›®å‰æ•°å­—孪生城市的内涵,æ‰çœŸæ­£çš„体现了数字城市想è¦å®žçŽ°çš„æ„¿æ™¯ç›®æ ‡ã€‚ + +​ 智慧城市是数字城市å‘展的高级阶段,数字孪生城市åšä¸ºæ•°å­—城市的目标,å´ä¹Ÿæ˜¯æ™ºæ…§åŸŽå¸‚建设的新起点,它是城市实现智慧的é‡è¦è®¾æ–½å’ŒåŸºç¡€èƒ½åŠ›ï¼Œæ˜¯æŠ€æœ¯é©±åŠ¨ä¸‹åŸŽå¸‚ä¿¡æ¯åŒ–从é‡å˜è¿ˆå‘è´¨å˜çš„转折点。由点到线,由线到é¢ï¼ŒåŸºäºŽæ•°å­—化标识ã€è‡ªåŠ¨åŒ–æ„ŸçŸ¥ã€ç½‘ç»œåŒ–è¿žæŽ¥ã€æ™ºèƒ½åŒ–控制ã€å¹³å°åŒ–æœåŠ¡ç­‰å¼ºå¤§æŠ€æœ¯èƒ½åŠ›ï¼Œä½¿æ•°å­—åŸŽå¸‚æ¨¡åž‹å¯ä»¥å®Œæ•´çš„æµ®å‡ºæ°´é¢ï¼Œåšä¸ºä¸€ä¸ªå­ªç”Ÿä½“与物ç†åŸŽå¸‚平行è¿è½¬ï¼Œè™šå®žèžåˆè•´å«æ— é™çš„创新空间。 + +​ 数字孪生城市的æ­å»ºå°†å¼•å‘城市智能化管ç†å’ŒæœåŠ¡çš„é‡å¤§é¢ è¦†å¼åˆ›æ–°ã€‚设想一下,与物ç†åŸŽå¸‚对应有一个数字孪生城市,物ç†åŸŽå¸‚所有的人ã€ç‰©ä»¶ã€äº‹ä»¶ã€å»ºç­‘ã€é“è·¯ã€è®¾æ–½ç­‰ï¼Œéƒ½ä¼šåœ¨æ•°å­—世界有虚拟映åƒï¼Œä¿¡æ¯å¯è§ï¼Œè½¨è¿¹å¯å¾ªï¼Œçжæ€å¯æŸ¥ï¼Œè™šå®žåŒæ­¥è¿è½¬ï¼Œæƒ…景交èžï¼Œè¿‡åŽ»å¯è¿½æº¯ï¼Œæœªæ¥å¯é¢„期,当下知冷暖,è§å¾®çŸ¥è‘—,ç¹å§‹çŸ¥ç»ˆï¼Œå…¨å¸‚一盘棋尽在掌æ¡ï¼Œä¸€åˆ‡å¯ç®¡å¯æŽ§ï¼Œç®¡ç†æ‰å¹³åŒ–ã€æœåŠ¡ä¸€ç«™å¼ï¼Œä¿¡æ¯å¤šè·‘è·¯ã€äººåŠ›å°‘è·‘è…¿ï¼Œè™šæ‹ŸæœåŠ¡çŽ°å®žã€æ¨¡æ‹Ÿä»¿çœŸå†³ç­–,精细化管ç†å²‚éžå®¹æ˜“,人性化æœåС岂éžä¸éš¾ï¼ŒåŸŽå¸‚智慧å†ä¸æ˜¯ç©ºè¯ã€‚事实上,å°åº¦æµ·å¾·æ‹‰å·´ã€æ–°åŠ å¡ï¼Œè¿˜æœ‰æˆ‘们国家的深圳ã€é›„安,都已ç»åœ¨åšè¿™æ–¹é¢çš„æŽ¢ç´¢å’Œå°è¯•。大é‡çš„æŠ•资,正在涌入“智慧城市+数字孪生â€çš„应用场景。 + +​ 阿里的“城市大脑â€ã€â€œæ•°å­—平行世界â€ï¼Œè¿˜æœ‰ç§‘大讯飞的“讯飞超脑â€ï¼Œéƒ½æœ‰æ¶‰åŠåˆ°æ™ºæ…§åŸŽå¸‚和数字孪生的结åˆã€‚ + +### 3. 基建工程 + +​ 基建工程也是数字孪生的一个é‡è¦çš„应用场景。尤其是对中国这个“基建狂魔â€è€Œè¨€ï¼Œå¼•进数字孪生æ„义更为é‡å¤§ã€‚æˆ‘ä»¬åœ¨ä¿®å»ºé«˜é€Ÿå…¬è·¯ã€æ¡¥æ¢ç­‰åŸºç¡€è®¾æ–½å‰ï¼Œå®Œæˆå¯¹å·¥ç¨‹çš„æ•°å­—化建模,éšåŽåœ¨è™šæ‹Ÿçš„æ•°å­—空间对工程进行仿真和模拟,评估工程的结构和承å—能力,还å¯ä»¥å¯¼å…¥æµé‡æ•°æ®ï¼Œè¯„估工程是å¦å¯ä»¥æ»¡è¶³æŠ•入使用åŽçš„需求。在工程交付之åŽï¼Œè¿˜å¯ä»¥åœ¨ç»´æŠ¤é˜¶æ®µè¯„估工程是å¦å¯ä»¥æ‰¿æ‹…ç‰¹æ®Šæƒ…å†µçš„åŽ‹åŠ›ã€‚ä»¥åŠæ£€æµ‹å¯èƒ½ä¼šå‡ºçŽ°çš„å®‰å…¨éšæ‚£ã€‚ + + + +除了以上所述领域之外,包å«åŒ»ç–—ã€ç‰©æµã€çޝä¿ç­‰è®¸å¤šåœºæ™¯éƒ½é€‚åˆè¿ç”¨æ•°å­—孪生技术,应用场景éžå¸¸å¹¿é˜”。 + +## 3.2 数字孪生在å„领域的è¿ç”¨ + +​ 数字孪生作为数字化的基础技术å¯ä»¥æ¸—入到诸多行业之中,在这我们以制造行业和能æºè¡Œä¸šä¸ºä¾‹å­ä»‹ç»æ•°å­—孪生的è¿ç”¨ç¤ºä¾‹ã€‚ + +### 1. 制造业 + +​ 数字孪生最开始是为了在制造业中è¿ç”¨è€Œè¯žç”Ÿçš„,故此制造业也是如今数字孪生è¿ç”¨çš„主战场。数字孪生技术贯穿了从制造到æœåŠ¡å’Œè¿è¥çš„æ•´ä¸ªäº§å“生命周期中。在制造阶段,通过数字化手段创建起æ¥çš„è™šæ‹Ÿç”Ÿäº§çº¿ï¼Œå°†äº§å“æœ¬èº«çš„æ•°å­—孪生åŒç”Ÿäº§è®¾å¤‡ã€ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ç­‰å…¶ä»–å½¢æ€çš„æ•°å­—孪生高度集æˆèµ·æ¥ï¼Œå®žçŽ°å¦‚ä¸‹çš„åŠŸèƒ½ï¼š + + 1)生产过程仿真:在产å“生产制造之å‰ï¼Œå°±å¯ä»¥é€šè¿‡è™šæ‹Ÿç”Ÿäº§åˆ¶é€ çš„æ–¹å¼æ¥ä»¿çœŸæ¨¡æ‹Ÿåœ¨ä¸åŒäº§å“ã€ä¸åŒå‚æ•°ã€ä¸åŒå¤–部æ¡ä»¶ä¸‹çš„ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ï¼Œå®žçŽ°å¯¹äº§èƒ½ã€æ•ˆçއ以åŠå¯èƒ½å‡ºçŽ°çš„ç”Ÿäº§åˆ¶é€ ç“¶é¢ˆç­‰é—®é¢˜çš„æå‰é¢„判,加速新产å“导入的过程; + + 2)数字化产线:将生产制造阶段的å„ç±»è¦ç´ ï¼Œå¦‚åŽŸææ–™ã€è®¾å¤‡ã€å·¥è‰ºé…方和工åºè¦æ±‚,通过数字化的手段集æˆåœ¨ä¸€ä¸ªç´§å¯†å作的生产过程中,并按照既定的规则,自动的完æˆåœ¨ä¸åŒæ¡ä»¶ç»„åˆä¸‹çš„æ“ä½œï¼Œå®žçŽ°è‡ªåŠ¨åŒ–çš„ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ï¼›åŒæ—¶è®°å½•生产过程中的å„类数æ®ï¼Œä¸ºåŽç»­çš„æ·±å…¥åˆ†æžå’Œä¼˜åŒ–æä¾›ä¾æ®ã€‚ + + 3)关键指标值监管和过程能力评估:通过收集生产线上的å„类生产设备的实时è¿è¡Œæ•°æ®ï¼Œå®žçŽ°å…¨éƒ¨ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹çš„å¯è§†åŒ–监管,并且通过ç»éªŒæˆ–è€…æœºå™¨å­¦ä¹ åˆ›å»ºå…³é”®è®¾å¤‡å‚æ•°ã€æ£€éªŒæŒ‡æ ‡å€¼çš„监管策略,对出现è¿èƒŒç­–ç•¥çš„å¼‚å¸¸çŽ°è±¡è¿›è¡ŒåŠæ—¶å¤„ç†å’Œè°ƒæ•´ï¼Œå®žçŽ°ç¨³å®šå¹¶ä¸æ–­ä¼˜åŒ–的生产过程。 + +​ 而在æœåŠ¡é˜¶æ®µï¼Œæ•°å­—å­ªç”Ÿå¯ä»¥å®žçŽ°è¿œç¨‹ç›‘æŽ§å’Œé¢„æµ‹æ€§ç»´ä¿®ã€ä¼˜åŒ–客户的生产指标ã€äº§å“使用å馈等功能,改善用户对产å“的使用体验,这些功能将伴éšç€ç‰©è”ç½‘æŠ€æœ¯çš„å®Œå–„å’Œä¼ æ„Ÿå™¨æˆæœ¬çš„é™ä½Žé€æ­¥æŠ•入大规模使用。 + +​ 在ä¼ä¸šåº”用层é¢ï¼Œå‰æ–‡æåˆ°è¿‡çš„通用电气就有一个基于数字孪生的系统,该软件系统å¯ä»¥ç”¨äºŽç®¡ç†å’Œåˆ†æžé£ŽåŠ›æ¶¡è½®æœºï¼ŒçŸ³æ²¹é’»æœºæˆ–å®ƒä»¬äº§ç”Ÿçš„é£žæœºå‘动机上的数æ®ã€‚比如说,它们通过这个系统收集伦敦和巴黎之间航ç­çš„æ‰€æœ‰æ•°æ®ã€‚这些数æ®è¢«ä¼ è¾“到数æ®ä¸­å¿ƒï¼Œåœ¨è¿™é‡Œç”Ÿæˆæ¯ä¸€ä¸ªå‘动机的实时数字孪生。这样,通用电气便å¯ä»¥åœ¨é£žè¡Œå…¨è¿‡ç¨‹ä¸­æ£€æµ‹å‡ºæ½œåœ¨æ€§çš„缺陷或故障。如果å‘动机的一部分引起故障,负责维护的工作人员å¯ä»¥åœ¨é£žæœºå°†è¦é™è½çš„æœºåœºå‡†å¤‡å¥½æ›¿æ¢é›¶ä»¶ã€‚ + +### 2. 电力行业 + +​ 在电力行业中,数字孪生在å‘ã€è¾“ã€é…三个环节都有æžå¤§çš„è¿ç”¨ç©ºé—´ï¼Œå½“å‰ä¸¤å¤§ç”µæ°”巨头——通用电气和西门å­ï¼Œéƒ½æå‡ºäº†å®Œæ•´çš„解决方案。以å‘电全过程为例,在一个数字化的å‘电厂中,数字孪生将基于物ç†çš„æ–¹æ³•和高级分æžåŠŸèƒ½ç»“åˆèµ·æ¥ï¼ŒåŠ›äº‰ç²¾ç¡®åœ°å¤åˆ»ç”µåŽ‚èµ„äº§çš„å½“å‰çжæ€ï¼Œå¹¶ä¸”å¯ä»¥å€ŸåŠ©è¿™ç§ç»„åˆæ–¹æ³•预测电厂的è€åŒ–模å¼ã€å¼‚常情况和未æ¥è¡Œä¸ºï¼Œè¯„ä¼°ä¸åŒçš„场景ã€ä¼˜åŒ–和平衡å„ç§æƒè¡¡å› ç´ ï¼Œå¹¶æé«˜ç”µåŽ‚çš„æ•ˆçŽ‡å’Œå¯é æ€§ã€‚ + +​ 数字孪生与智能电网的结åˆä¹Ÿæ˜¯ååˆ†å…·å¤‡æ½œåŠ›çš„åº”ç”¨åœºæ™¯ã€‚æ™ºèƒ½ç”µç½‘æ•°å­—å­ªç”Ÿåˆ©ç”¨ç”µåŠ›ç³»ç»Ÿç‰©ç†æ¨¡åž‹ã€å…ˆè¿›è®¡é‡åŸºç¡€è®¾æ–½çš„åœ¨çº¿é‡æµ‹æ•°æ®ã€ç”µåŠ›ç³»ç»ŸåŽ†å²è¿è¡Œæ•°æ®ï¼Œå¹¶é›†æˆç”µæ°”ã€è®¡ç®—机ã€é€šä¿¡ã€æ°”候ã€ç»æµŽç­‰å¤šå­¦ç§‘知识,进行的多物ç†é‡ã€å¤šæ—¶ç©ºå°ºåº¦ã€å¤šæ¦‚率的仿真全过程,通过在虚拟空间中完æˆå¯¹æ™ºèƒ½ç”µç½‘çš„æ˜ å°„ï¼Œåæ˜ æ™ºèƒ½ç”µç½‘的生命周期全过程。 + +### 3. 智慧城市 + +​ 现如今,我们的城市铺满了å„å¼å„æ ·çš„ä¼ æ„Ÿå™¨ã€æ‘„åƒå¤´ï¼Œå¤§é‡çš„æ•°æ®ä¸ºæ•°å­—孪生在[智慧城市](http://www.ztmapinfo.com/application/)中的è¿ç”¨æ‰“下了强大的基础。借助包括5G在内的物è”网技术,这些终端采集的数æ®å¯ä»¥æ›´å¿«åœ°è¢«æå–出æ¥ï¼Œå¹¶åР以è¿ç”¨ã€‚因此,智慧城市将æˆä¸ºæ•°å­—孪生体最庞大的è¿ç”¨ï¼Œå³â€”—数字孪生城市。 + +​ 对于智慧城市而言,数字孪生在建设和管ç†ä¸¤ä¸ªé˜¶æ®µä¹Ÿä¼šæœ‰ä¸åŒçš„è¿ç”¨ã€‚在城市建设阶段,基建工程å¯ä»¥è¯´æ˜¯æ•°å­—孪生è¿ç”¨éžå¸¸é‡è¦çš„é¢†åŸŸã€‚åœ¨å»ºé€ é«˜é€Ÿå…¬è·¯ã€æ¡¥æ¢ç­‰åŸºç¡€è®¾æ–½ä¹‹å‰ï¼Œå¯ä»¥é€šè¿‡æ•°å­—孪生完æˆå¯¹å·¥ç¨‹çš„æ•°å­—化建模,之åŽåœ¨è™šæ‹Ÿçš„æ•°å­—空间对工程进行仿真和模拟,评估工程的结构和承å—能力,还å¯ä»¥å¯¼å…¥æµé‡æ•°æ®ï¼Œè¯„估工程是å¦å¯ä»¥æ»¡è¶³æŠ•入使用åŽçš„需求。在工程交付之åŽï¼Œè¿˜å¯ä»¥åœ¨ç»´æŠ¤é˜¶æ®µè¯„估工程是å¦å¯ä»¥æ‰¿æ‹…特殊情况的压力。åŠå…¶ç›‘测å¯èƒ½ä¼šå‡ºçŽ°çš„äº‹æ•…éšæ‚£ã€‚ + +​ 在建筑工程方é¢ä¹Ÿæ˜¯åŒæ ·ã€‚对于业内人士而言,BIM(BuildingInformationModelling,建筑信æ¯å»ºæ¨¡ï¼‰æ˜¯å¤§å®¶éžå¸¸ç†Ÿæ‚‰çš„æ¦‚念,而数字孪生则是在BIM基础上的一ç§é€»è¾‘延伸,更加注é‡äººä»¬ä¸ŽçŽ¯å¢ƒå¦‚ä½•è¿›è¡Œäº¤äº’ã€‚è‹±å›½æ”¿åºœå°±éžå¸¸é‡è§†æ•°å­—孪生在建筑业的è¿ç”¨ï¼Œå› æ­¤å‡ºèµ„建设英国数字建筑中心,通过“国家数字孪生计划â€ï¼Œæ”¯æŒè¿ç”¨æ•°å­—æŠ€æœ¯æ¥æ›´å¥½çš„设计和建造建筑,并更好的改造ã€ç»´æŠ¤ã€é›†æˆå’Œè¿ç”¨å»ºè®¾çŽ¯å¢ƒã€‚ + +​ 在城市管ç†é˜¶æ®µï¼Œé€šè¿‡å»ºè®¾æ•°å­—孪生城市,将基础设施(水ã€ç”µã€æ°”ã€äº¤é€šç­‰ï¼‰çš„è¿è¡Œæƒ…况,市政资æºï¼ˆè­¦åŠ›ã€åŒ»ç–—ã€æ¶ˆé˜²ç­‰ï¼‰çš„è°ƒé…æƒ…å†µï¼Œé€šè¿‡ä¼ æ„Ÿå™¨ã€æ‘„åƒå¤´ã€æ•°å­—化å­ç³»ç»Ÿé‡‡é›†å‡ºæ¥ï¼Œå¹¶é€šè¿‡åŒ…括5G在内的物è”网技术传输到云端。在采集数æ®åŽï¼Œä»¥äº¤äº’å¹³å°çš„å½¢å¼è¿ç”¨è¿™ä¸ªåºžå¤§çš„æ•°å­—孪生,以æ•获和展示实时3Då’Œ4D空间数æ®ï¼Œä»¥ä¾¿äºŽå¯¹åŸŽå¸‚环境åŠå»ºç­‘内部的数æ®ä¼ è¾“进行建模。城市的管ç†äººå‘˜ï¼ŒåŸºäºŽè¿™äº›æ•°æ®ï¼ŒåŠå…¶åŸŽå¸‚模型,更高效地管ç†åŸŽå¸‚。 + +​ 现如今,许多海外城市已ç»åœ¨æ‘¸ç´¢æ•°å­—孪生城市的è¿ç”¨ã€‚新加å¡çš„“虚拟新加å¡â€è®¡åˆ’ã€æ¾³å¤§åˆ©äºšæ–°å—å¨å°”士州的DigitalTwinã€åŠå…¶å¾·å›½é»‘ä¼¦è´æ ¼UrbanDigtialTwin都是“智慧城市+数字孪生â€çš„践行。下图所示便是新å—å¨å°”士州彭里斯市智慧城市æŸå»ºç­‘çš„4D模型。 + +# å››ã€æ”¯æ’‘万亿规模的市场å˜é©ï¼šæ•°å­—孪生的未æ¥äº§ä¸šå›¾è°± + +数字孪生的产业版图å¯ä»¥ä»Žå…¶æŠ€æœ¯ç”Ÿæ€ç³»ç»Ÿçš„图谱æ¥äº†è§£ï¼Œè¡Œä¸šæŠ¥å‘Šå°†æ•°å­—孪生区分为“基础支撑â€ã€â€œæ•°æ®äº’动â€ã€â€œæ¨¡åž‹åˆ›å»ºâ€ã€â€œä»¿çœŸåˆ†æžâ€ã€â€œå…±æ€§åº”用â€ã€â€œè¡Œä¸šåº”用â€6大核心模å—,匹é…ä»Žè®¾å¤‡ã€æ•°æ®åˆ°è¡Œä¸šåº”用的全生命周期。 + +![](http://www.ztmapinfo.com/blog/data/uploads/20210409/20210409175023_55420.jpg) + + 现阶段,海内外é‡ç‚¹åŽ‚å•†ä¸»è¦æœ‰å»ºæ¨¡ä¸šåŠ¡ã€ä»¿çœŸä¸šåŠ¡ã€å¹³å°ä¸šåŠ¡ã€è¡Œä¸šæœåŠ¡ä¸šåŠ¡å››å¤§ç±»ã€‚ + + 在基础支撑层é¢ï¼Œä¸»è¦æ˜¯å¯ä»¥åˆ›å»ºæ•°å­—孪生基础的物è”网终端æä¾›èŠ¯ç‰‡ã€ä¼ æ„Ÿå™¨ä¸šåŠ¡ç­‰åŽ‚å•†ã€‚ç›®å‰è€Œè¨€çŽ°å¦‚ä»Šå…¨çƒæ‰€æœ‰èŠ¯ç‰‡å·¨å¤´éƒ½å°†ç‰©è”网芯片åšä¸ºæœªæ¥çš„é‡ç‚¹æˆ˜åœºï¼Œç‰©è”ç½‘ä¼ æ„Ÿå™¨ä¹Ÿæ˜¯ä¼—å¤šç¾Žå›½ã€æ—¥æœ¬ã€å¾·å›½åŠå¯¼ä½“å…¬å¸äº‰å¤ºçš„é‡ç‚¹å¸‚场。å¦å¤–åƒç›‘控设备这样的边缘设备,我国的ä¼ä¸šå…·æœ‰æ¯”较强的优势。 + +​ 在数æ®äº’动层,数字孪生的创建需è¦é€šè¿‡è½¯ä»¶å®šä¹‰çš„å·¥å…·å’Œå¹³å°æä¾›æ”¯æŒï¼ŒçŽ°é˜¶æ®µè¿™äº›å·¥å…·å’Œå¹³å°ä¸»è¦éƒ½æŽŒæŽ§åœ¨å›½é™…的软件巨头手中,比如Bentleyçš„iTwinService,ANSYSçš„TwinBuilder,微软的Azure,达索的3DExperience等。 + +​ 在仿真分æžå±‚,为数字化模型中加入物ç†è§„律和机ç†çš„计算ã€åˆ†æžç­‰èƒ½åŠ›ï¼Œå¿…é¡»ä½¿ç”¨åˆ°ä»¿çœŸè½¯ä»¶ï¼ŒåŒ…å«åƒCADã€EDA等工业仿真软件和åƒäº¤é€šã€ç‰©æµé¢†åŸŸçš„夿‚系统仿真软件。现阶段我国在仿真软件的国产化上,还没法达到国外一线产å“的水平。 + +​ 在模型构建层,在我们国家主è¦è¿›è¡Œæ•°å­—化建模æœåŠ¡çš„ä¼ä¸šä»¥å›½æœ‰æµ‹ç»˜ä¼ä¸šä¸ºä¸»ï¼Œå¸‚场规模现阶段达到数百亿,但æä¾›æµ‹ç»˜æ•°æ®æœåŠ¡çš„è½¯ä»¶ä»ä»¥é‡‡è´­å›½å¤–软件为主。 + +​ åœ¨å…±æ€§åº”ç”¨å±‚ï¼Œä¹ŸåŒæ ·ä¾é å›½å¤–主æµçš„è¿™å‡ å®¶è½¯ä»¶å·¥å…·å’Œå¹³å°æä¾›æ”¯æŒï¼Œè™½ç„¶çŽ°é˜¶æ®µè¿˜æ¬ ç¼ºèžåˆæ•°å­—孪生综åˆåŠŸèƒ½éœ€æ±‚çš„ä¸€ä½“åŒ–å¹³å°å‡ºçŽ°ï¼Œä½†æ˜¯ä¸åŒè¡Œä¸šã€åº”ç”¨åœºæ™¯çš„ç•Œé™æ­£åœ¨æ‰“通。 + +​ 在支撑技术层,é¢å‘云计算ã€äººå·¥æ™ºèƒ½ã€è¾¹ç¼˜è®¡ç®—ã€å®‰å…¨ç­‰æŠ€æœ¯é¢†åŸŸçš„ä¼ä¸šéƒ½åœ¨ä»Žå…¶è‡ªèº«ä¼˜åŠ¿é¢†åŸŸåˆ‡å…¥æ•°å­—å­ªç”Ÿçš„äº§ä¸šå¸ƒå±€ä¸­ã€‚ + +​ 在行业应用层,汇èšäº†æ•°åƒå®¶æµ·å†…外ä¼ä¸šï¼Œé’ˆå¯¹å„行业需求的数字孪生技术,æä¾›åŒ…å«åƒæ™ºæ…§åŸŽå¸‚ã€äº¤é€šã€æ°´åˆ©ã€å·¥ç¨‹ã€å·¥ä¸šç”Ÿäº§ã€èƒ½æºã€è‡ªåЍ驾驶ã€å…¬å…±åº”急等领域的å„类应用æœåŠ¡ï¼Œæœ‰äº›è¡Œä¸šå¸‚åœºè§„æ¨¡éƒ½æ™®éè¶…åƒäº¿ï¼Œæ™ºæ…§åŸŽå¸‚更是一个综åˆè§„模上万亿的巨无霸市场。 \ No newline at end of file diff --git a/数字孪生/数字孪生技术在智慧交通领域.md b/数字孪生/数字孪生技术在智慧交通领域.md new file mode 100644 index 0000000..4d8d43d --- /dev/null +++ b/数字孪生/数字孪生技术在智慧交通领域.md @@ -0,0 +1,70 @@ +- [数字孪生技术在智慧交通领域](http://www.ztmapinfo.com/blog/index.php/article/428.html) +- [数字孪生应用案例](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3ODA1MzMwNw==&mid=2650501848&idx=1&sn=78fc3c6e1990c6a8c17162aee18d89ba&chksm=8747780cb030f11a6f371edc318476ae84fb7a2c15d6913d9bb585d749e265ba459c31f6c9aa&mpshare=1&scene=24&srcid=0415NgCpLoWCYtRY6STU1IAn&sharer_sharetime=1618497184525&sharer_shareid=63281a6430fc669a5b286c6a03545e04#rd) + +# 数字孪生技术在智慧交通领域 + +​ 模拟出智慧交通最优解,数字孪生将怎样赋能智慧交通?结åˆå®žé™…场景诠释数字孪生技术在æå‡æ— äººé©¾é©¶è®­ç»ƒæ•ˆçއã€åŠ©åŠ›äº¤é€šäº‹æ•…åˆ†æžå’Œäº¤é€šç®¡æŽ§ç­‰æ–¹é¢çš„应用价值。 + +## ä¸€ã€æå‡æ— äººé©¾é©¶è®­ç»ƒæ•ˆçއ + +​ 现阶段,智能研究中心正在展开智能无人驾驶虚拟训练系统研究,为无人汽车驾驶算法的é“路驾驶安全性和智能驾驶能力æä¾›å¼€æ”¾å¼çš„虚拟测试与训练平å°ã€‚该项目的目标是把现实交通情景在数字空间中å¤çŽ°ï¼Œé€šè¿‡æ³›åŒ–è¡ç”ŸæŠ€æœ¯ä¸ºæ— äººæ±½è½¦è¥é€ ä¸€äº›æžç«¯çŽ¯å¢ƒå’Œä¸´ç•Œçš„é«˜å±æƒ…景,大幅度æå‡æ— äººé©¾é©¶è®­ç»ƒçš„æ•ˆçŽ‡ã€‚ + +​ åŸºäºŽå¯¹é™æ€ã€åŠ¨æ€æ•°æ®çš„æ„ŸçŸ¥ï¼Œæˆ‘们å¯ä»¥åˆ›å»ºæ•°å­—孪生模型,实现基于孪生数æ®çš„æƒ…景å†çŽ°ï¼Œå¸®åŠ©æ— äººæ±½è½¦è¿›è¡Œè™šæ‹Ÿæµ‹è¯•å’Œè®­ç»ƒã€‚ä½†ä»…å¯¹æƒ…æ™¯é«˜é€¼çœŸçš„æ•°å­—å­ªç”Ÿæ˜¯ä¸å¤Ÿçš„,更é‡è¦çš„æ˜¯å¯¹å­ªç”Ÿæƒ…景进行è¡ç”Ÿå’Œæ³›åŒ–ï¼Œä¸æ–­ä¸°å¯Œæ— äººæ±½è½¦çš„æµ‹è¯•情景。è¡ç”Ÿæ³›åŒ–æ˜¯æ•°å­—å­ªç”ŸæŠ€æœ¯çš„å…³é”®ï¼Œæ—¢è¦æ¥æºäºŽçŽ°å®žï¼Œä¹Ÿè¦é«˜äºŽçŽ°å®žï¼Œå¯¹çŽ°å®žæƒ…å†µä½œå‡ºä¸€äº›æ”¹å˜ã€‚在系统开å‘中也基于孪生情景进行了å„类案例的泛化仿真,比如说增加天气å˜åŒ–ã€äººç±»é©¾é©¶è¡Œä¸ºå’Œæƒ…景案例的泛化。举个情景案例泛化的例å­ï¼Œæˆ‘们对大货车轧人的事故情景进行仿真,但åšå¥½æ¨¡åž‹ä¹‹åŽå°±æ˜¯ä¸€ä¸ªå›ºå®šçš„æƒ…景,å³è½¦è¾†åœ¨å›ºå®šæ—¶é—´åˆ°è¾¾å›ºå®šä½ç½®ã€‚这个时候就需è¦åšä¸€äº›æ™ºèƒ½åŒ–的处ç†ï¼Œæ¯”如说æé«˜è½¦é€Ÿï¼Œæˆ–者增加交通å‚ä¸Žè€…ç­‰ï¼Œä½¿å¾—æƒ…æ™¯æ¡ˆä¾‹ä¸ŽçœŸå®žæƒ…æ™¯è¾ƒä¸ºç›¸ä¼¼åˆæœ‰æ‰€ä¸åŒã€‚ + +![](http://www.ztmapinfo.com/blog/data/uploads/20210301/20210301170657_46311.png) + +## 二ã€äº¤é€šäº‹æ•…åˆ†æž + +​ åŒæ ·ä»¥è´§è½¦äº¤é€šäº‹æ•…为例。一旦追踪并å¤åŽŸäº‹æ•…æƒ…æ™¯çŽ¯å¢ƒä»¥åŠäº¤é€šå‚与者的轨迹åŽï¼Œå°±å¯ä»¥ä»Žå¤šä¸ªè§’度去观察事故å‘生的过程。通过定格处ç†ï¼Œå¯ä»¥ä»Žè½¦å†…角度å‘çŽ°ï¼Œè´§è½¦å¸æœºå®žé™…上完全看ä¸åˆ°æœ‰äººéª‘ç€è‡ªè¡Œè½¦ç»è¿‡ã€‚å› æ­¤ï¼Œæ•°å­—å­ªç”ŸæŠ€æœ¯åœ¨äº¤é€šäº‹æ•…åˆ†æžæƒ…景下有很大的应用价值,能够帮助追溯ã€åˆ†æžäº‹æ•…å‘生的具体原因,找出责任人。 + +![](http://www.ztmapinfo.com/blog/data/uploads/20210301/20210301170715_95989.png) + + + +## 三ã€äº¤é€šç®¡æŽ§ + +​ è¿ç”¨æ•°å­—孪生技术,模拟出城市交通的状况,å†é€šè¿‡è¯„估推演æ¥ä¼˜åŒ–交通管控的策略,这是数字孪生赋能智慧交通的é‡è¦åº”ç”¨åœºæ™¯ã€‚å…¶ä¸»è¦æ¶‰åŠåˆ°å››ä¸ªå±‚é¢çš„功能: + +​ 一是监控和å‘现。通过数字孪生系统,å¯ä»¥åˆ›å»ºä¸€ä¸ªä¿¡æ¯èŽ·å–åŠæŽ§åˆ¶çš„é—­çŽ¯ï¼Œå®žçŽ°å…¨è¿‡ç¨‹æŽŒæŽ§ã€‚æ›´é‡è¦çš„æ˜¯ï¼Œåœ¨ä¸€ä¸ªéžå¸¸åºžå¤§å¤æ‚的场景中,å¯ä»¥åŠæ—¶å‘çŽ°ä¸€äº›å…³é”®é—®é¢˜å¹¶åŠæ—¶ä½œå‡ºå¤„ç†ã€‚比如说,进入秋冬时节,安徽高速部分路段团雾天气频å‘,团雾具有能è§åº¦ä½Žã€çªå‘æ€§å¼ºã€æ°”象预报困难的特点,易引å‘交通事故。è¿ç”¨æ•°å­—孪生技术,å¯ä»¥é€šè¿‡å¯¹åŠ¨æ€æ„ŸçŸ¥æ•°æ®è¿›è¡Œå®žæ—¶æ£€æµ‹ï¼ŒåŠæ—¶å‘现团雾产生并出示警示。 + +​ äºŒæ˜¯æŽ¨æ¼”å’Œé¢„æµ‹ã€‚åœ¨æŽŒæ¡æ•°æ®åŽï¼Œå¯ä»¥å¯¹ä¸€äº›å‚与者创建微观行为模型,å†é€šè¿‡å¯¹å¤§é‡äº¤é€šå‚与者Agent进行仿真计算,获得å®è§‚的模拟结果,推演事æ€çš„å‘展,实现预测功能。 + +​ 三是评估和优化对策。通过大规模并行计算,å¯ä»¥åŒæ—¶è¯„估众多平行世界的仿真结果。å†é€šè¿‡å¼ºåŒ–å­¦ä¹ ç­‰æŠ€æœ¯ï¼Œä¸æ–­å®Œå–„交通管控方案。 + +​ 四是历å²è¿½æº¯å’Œå¤ç›˜ç ”究。当一个事件å‘生了之åŽï¼Œæˆ‘们å¯ä»¥è¿ç”¨æ•°å­—孪生系统去å¤åŽŸè¿™ä»¶äº¤é€šäº‹æ•…å‘生的全过程,探究当时的æ¯ä¸€æ­¥åº”对是å¦åšå¾—足够好,是å¦å…·å¤‡æ”¹å–„空间。这是数字孪生技术的一个特殊能力。 + +# 数字孪生应用案例 + +## 交通智能决策 + +通过基本的城市路网拓扑信æ¯ã€è®¾æ–½ä¿¡æ¯ã€è·¯å£æ¸ åŒ–ã€äº¤è­¦åŠ¨æ€æ•°æ®ä¿¡æ¯ï¼ˆåŒ…括SCATSæ•°æ®ã€å¡å£/视频ã€çº¿åœˆã€å¾®æ³¢æ•°æ®ç­‰ï¼‰å’Œäº’è”网数æ®ï¼ˆé«˜å¾·æ•°æ®ï¼‰è¿›è¡Œæ•°æ®èžåˆï¼Œå¾—到预处ç†ç»“果(设备æµé‡æ•°æ®ã€è·¯å£è¿‡è½¦æ•°æ®ã€è½¦è¾†è½¨è¿¹æ•°æ®ï¼‰,并在此基础上对交通指标进行计算,为åŽç»­è·¯ç½‘æ€åŠ¿ç›‘æŽ§åŠæ™ºèƒ½ä¿¡å·ä¼˜åŒ–æä¾›æ•°æ®æ”¯æ’‘。 + +### 交通仿真 + +便®è½¦æµé¢„测结果,在三维地图上模拟车辆行驶,调整交通控制策略(信å·ç¯ã€ç–导方案等),通过仿真模拟,查看拥堵缓解效果。 + +![image-20210416164042531](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210416164042531.png) + +### 综åˆäº¤é€šè¯±å¯¼ + +综åˆäº¤é€šè¯±å¯¼ã€‚æ ¹æ®è¯±å¯¼çš„ä¸åŒåœºæ™¯åˆ†ä¸ºè¿›åŸŽè·¯çº¿è¯±å¯¼ã€å¸¸å‘性拥堵诱导ã€é«˜é€Ÿäº‹æ•…诱导ã€åœè½¦è¯±å¯¼ã€‚通过汇集互è”网交通事件ã€è§†é¢‘识别的拥堵ã€äº‹æ•…以åŠé€šè¿‡èžåˆé«˜å¾·æµ®åŠ¨è½¦æ•°æ®ã€äº¤è­¦å¡å£ã€å¾®æ³¢ã€çº¿åœˆç­‰æ•°æ®è¯†åˆ«æ‹¥å µï¼Œå®žæ—¶æ„ŸçŸ¥æ•´ä½“交通è¿è¡ŒçŠ¶å†µï¼Œé€šè¿‡æ™ºèƒ½ç®—æ³•ï¼Œå¯¹é“路上的车æµè¿›è¡Œåˆç†çš„分é…,优化交通动æ€åˆ†é…。通过诱导å±åŠé«˜å¾·APP端将交通实时è¿è¡Œçжæ€åŠæ‹¥å µã€å°é—­ç­‰å…³é”®ä¿¡æ¯ä¼ è¾¾ç»™å‡ºè¡Œè€…,缩短出行者旅行时间。 + +![image-20210416164114109](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210416164114109.png) + +### 应急指挥 + +åº”æ€¥æŒ‡æŒ¥åŠæ—¶æ•‘æ´ã€‚常æ€ç®¡ç†ä¸‹ï¼Œå¯ä»¥å®žçŽ°çŽ°æœ‰æ•‘æ´é˜Ÿä¼ã€æ•‘æ´ä¸“å®¶ã€æ•‘æ´ç‰©èµ„ã€æ•‘æ´è£…备一图å¯è§ï¼›åº”急管ç†ä¸‹ï¼Œèƒ½å¤Ÿè¿›è¡Œç¾ç‚¹å¿«é€Ÿå®šä½ï¼ŒåŒæ—¶åŒ¹é…对应的应急预案,接入ç¾å®³ç‚¹é™„近天网视频,并且显示ç¾å®³ç‚¹å‘¨å›´åº”急资æºã€‚ + +![image-20210416164611145](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210416164611145.png) + +### é‡å¤§é¡¹ç›®æŽ¨è¿› + +é‡å¤§é¡¹ç›®ç¡®ä¿æŽ¨è¿›ã€‚总体实现对高新区é‡å¤§é¡¹ç›®å®žçŽ°å»ºè®¾è¿›åº¦ä¸€å›¾å¯è§ï¼Œå¯¹é¡¹ç›®æ»žåŽæƒ…况进行统计分æžã€‚精细层é¢è¿ç”¨æ•°å­—æŽç”Ÿç†å¿µï¼Œå¯¹é«˜æ–°ä½“è‚²ä¸­å¿ƒå®žé™…å»ºè®¾ç¨‹åº¦è¿›è¡Œæ¨¡æ‹Ÿï¼ŒåŒæ—¶å¯æŸ¥çœ‹æ–½å·¥çŽ°åœºç›‘æŽ§è§†é¢‘ï¼Œå®žçŽ°è™šå®žåŒæ­¥è¿è½¬ï¼Œæƒ…景交èžã€‚ + +![image-20210416164805449](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210416164805449.png) + +## åŸŽå¸‚æ²»ç† + +通过加载全é‡å…¨åŸŸæ•°æ®ï¼Œåœ¨åŸŽå¸‚系统内汇集交èžï¼ŒåŸºäºŽæ•°æ®å…¨åŸŸæ ‡è¯†ã€çжæ€ç²¾å‡†æ„ŸçŸ¥ã€æ•°æ®å®žæ—¶åˆ†æžç­‰ï¼Œæ¥å®žçŽ°åŸŽå¸‚çš„æ¨¡æ‹Ÿã€ç›‘æŽ§ä»¥åŠæŽ§åˆ¶ï¼Œä¼˜åŒ–æœªæ¥åŸŽå¸‚æ²»ç†ï¼Œæä¾›æ›´ç²¾å‡†çš„æœåŠ¡ï¼Œå¸¦åŠ¨ä¸šåŠ¡æµç¨‹å†é€ ã€ç®¡ç†æ¨¡å¼å˜é©ã€‚ + +![image-20210416164900308](https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/img/raw/master/img/image-20210416164900308.png) \ No newline at end of file diff --git a/数字孪生/数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†.md b/数字孪生/数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†.md new file mode 100644 index 0000000..150e13d --- /dev/null +++ b/数字孪生/数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†.md @@ -0,0 +1,9 @@ +- [数字孪生时代智慧城市è¿è¥ç®¡ç†æ¨¡å¼çš„æœªæ¥](http://www.ztmapinfo.com/blog/index.php/article/427.html) + + + +# 数字孪生(DT)时代 + +​ DT是城市中心åŠå…¶å¤æ‚系统的数字图片或3Då¯è§†åŒ–。该工具使城市管ç†è€…å¯ä»¥æ¨¡æ‹Ÿæ”¯æŒçŸ­æœŸå’Œé•¿æœŸè®¡åˆ’与å“åº”çš„æ–¹æ¡ˆã€‚é€šè¿‡æ•´åˆæœ‰å…³çŽ°å®žä¸–ç•Œå¯¹è±¡ï¼ˆå¦‚å»ºç­‘ç‰©ã€æ ‘木ã€äººè¡Œé“)和基础设施è¦ç´ ï¼ˆå¦‚水管ã€ä¸‹æ°´é“系统ã€è¿žæŽ¥ç®¡é“)的数æ®ï¼Œä»¥åŠç›¸å…³é™æ€æ•°æ®ï¼ˆå¦‚è®¸å¯æ³•è§„ã€å»ºç­‘æ³•è§„ï¼‰å’Œåœ¨å¤„ç†æ—¶å¤„ç†çš„åŠ¨æ€æ•°æ®æ•°æ®é‡‡é›†ï¼ˆä¹Ÿç§°ä¸ºè¾¹ç¼˜æ•°æ®ï¼Œå¦‚天气状况ã€è¡Œäººäº¤é€šè®¡æ•°ã€è½¦è¾†è¡Œé©¶ç­‰ï¼‰ï¼ŒåŸŽå¸‚规划人员å¯ä»¥å®žæ—¶å‹¾ç”»å‡ºåŸŽå¸‚çš„è¿è¡Œæƒ…况。这ç§è™šæ‹ŸçŽ¯å¢ƒå¯ä»¥å®žæ—¶åæ˜ çŽ°å®žï¼Œå¹¶æµ‹è¯•å’Œé¢„æµ‹åˆ†æžæ½œåœ¨æ€§çš„å¯èƒ½ç»“果。 + +​ DT解决方案已在先进制造业中è¿ç”¨äº†å°†è¿‘20年,但如今仅在æŸäº›å¤§å°çš„城市级别上è¿ç”¨ã€‚直至近期,在许多城市范畴内压根还没有实现所有这些功能所需的技术能力。这ç§å…ˆè¿›çš„æ•°æ®å¯è§†åŒ–工具ä¾èµ–于先进的传感器技术以åŠé«˜æ°´å¹³çš„æ•°æ®é‡‡é›†ã€ä¼˜åŒ–和分æžï¼Œè¿™éœ€è¦æµ·é‡çš„计算能力和带宽。既然5G网络正在全çƒå„国å„地的城市中推广,我们最终应该有能力实现DT解决方案的真正潜力。 \ No newline at end of file