谈到未来工业的发展方向,不得不提“网络物理系统”(CPS),其中最重要的内容就是是“数字孪生“”技术。所谓数字孪生,是指从一款产品的设计、生产到最终阶段的模拟,甚至模拟产品在整个生命周期内的运作和在实际环境中的行为,从而预测产品未来的潜在问题。这意味着可以用数字化的方式来表达现实世界,使产品制造企业能够有效地利用数字化手段提高自身的竞争力。
数字孪生技术不仅生成物体的数字模型,而且模拟物体的整个运行环境和运行状态,如船下的水和船周围的空气。
以设计、制造一个飞机为例:除了机械结构外,还有许多子系统,包括电力系统、飞行控制系统等。设计的飞机必须经过各种试验,并最终在不同的环境中运行。数字双生子背后的核心技术是仿真,仿真技术不仅推动产品设计,而且推动产品设计、制造、运行和维护的全过程。
这个技术系统构成有三个支柱:集成仿真、可扩展的解决方案和可扩展的生态系统。在此系统内,工程师可以完成从概念设计到详细设计的一系列相关模拟。每个物理场,包括机械模拟、流体模拟、电磁场模拟等,都可以由不同的软件工具组合在一起。据估计,应用该仿真技术平台可使产品开发和开发的总应用成本降低50%,开发时间缩短近40%,极高效率地完成一款产品的研发设计和制造工作。
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