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数字孪生教程
物联网 (IoT) 的发展为许多新技术铺平了道路，其中数字孪生是一个值得关注的技术。数字孪生的概念主要应用于物流、医疗保健、自动化、制造、资产管理等不同行业。
什么是数字孪生？
数字孪生可以定义为物理对象或流程的虚拟表示，它模拟其在现实世界中对应物体的性能。
数字孪生技术用于预测和分析物理资产的性能。它分为不同类型，执行不同的功能。我们将在本教程后续章节中详细介绍所有这些要点。
谁应该学习数字孪生技术？
数字孪生技术最初起源于美国国家航空航天局 (NASA)，当时他们希望模拟飞机的物理模型性能。后来，这项创新技术也对制造业和其他行业产生了巨大影响。
设备制造商开始在其运营中部署数字孪生技术以实现可持续发展。这项技术还与AI和ML配对，以生成预测模型并产生准确的结果。
数字孪生技术将有助于所有渴望在数字化转型、数字复制、预测性数据分析、大数据分析、资产管理和研发领域发展职业的专业人士。
学习数字孪生的先决条件
数字孪生用于建模和设计目的。虚拟模型用于表示物理性能，设计解决方案用于改进物理对应物。
您必须很好地理解物联网概念，例如设备和数据。如果您掌握Python、Azure、Java、SQL查询、CAD绘图等的实用知识，将是一个额外的优势。
关于数字孪生的常见问题
关于数字孪生有一些非常常见的问题 (FAQ)，本节尝试简要解答。
1. 数字孪生中使用了哪些技术？
数字孪生可以与各种新技术集成。它支持以下技术：
2. 数字孪生的特点是什么？
数字孪生技术提供物理系统的精确模型和模拟。其一些显著特点如下：
- 数字孪生能够使用数学函数预测复杂数据集。
- 数字孪生能够实现物理对象与其对应物之间的连接。
- 数字孪生可以借助传感器获取实时数据，并模拟现实中发生的情况。
- 数字孪生可用于执行预测分析。它们提供模块化功能来跟踪数据的性能。
- 数字孪生提供数字轨迹，有助于诊断问题并快速计算数据。
3. 使用数字孪生的好处是什么？
数字孪生技术有可能为用户带来许多好处。我们在此列出数字孪生可以提供的一些主要好处：
- 预测性维护和开发
- 性能监控
- 流程优化
- 确保质量和完整性
- 保护数据隐私
- 精确模型
- 提高运营和工程效率
- 改善客户体验
4. 数字孪生的不同级别是什么？
数字孪生根据其复杂性、范围和不同行业的应用分为不同的级别。让我们简要了解一下每个级别：
- 虚拟孪生 - 第一级。它是物理资产的复制品。
- 连接孪生 - 第二级。它整合数据并集成资产性能。
- 预测孪生 - 第三级。它识别潜在问题并预测结果。
- 指令孪生 - 第四级。它结合了先进的建模技术。
- 自主孪生 - 最后一级。从多个数据源学习数据并快速做出决策。
5. 数字孪生的子类型是什么？
数字孪生分为以下子类型：
- 数字孪生原型 (DTP) - 用于物理资产的设计和分析。
- 数字孪生实例 (DTI) - 与物理对应物链接。
- 数字孪生聚合 (DTA) - DTI 的聚合，用于获取有关物理产品的信息。
6. 数字孪生技术中有哪些不同的建模方法？
数字孪生模型有助于做出更好的决策并执行广泛的数据分析。现在让我们简要了解一下不同的模型：
- 数据驱动模型 - 用于优化调度技术。
- 相似性模型 - 根据以往历史记录从类似机器中获取记录。
- 幸存者模型 - 从故障中获取数据。
- 退化模型 - 如果没有故障数据，则从安全阈值获取数据。
7. 数字孪生技术的用例是什么？
数字孪生是一组自适应模型。它复制物理系统并预测实时操作的性能。它支持广泛的用例，突出了当前数字环境的性能。
安装在物理资产上的传感器会生成大量数据。数字孪生技术根据用例可以从简单到复杂。
一些用例如下：
- 航空航天和国防领域
- 简化和供应链流程
- 高级诊断
- 可再生能源优化
- 石油和天然气行业
- 可持续运营
- 灾难管理
- 货物管理
- 农业产业
8. 数字孪生技术中常用的工具有哪些？
数字孪生支持多种不同的工具，其中一些列在下面：
- Ansys Twin Builder
- Autodesk Tandem
- Azure 数字孪生
- Bentley Systems
- AVEVA
- ANSYS
- COMSOL Multiphysics
9. 数字孪生技术的主要支柱是什么？
数字孪生服务帮助企业优化运营并轻松实现目标。最新的工具提供了对物理资产或系统的精确表示，并生成了有价值的性能和行为数据。
数字孪生技术的重要支柱是：
- 整合数据
- 连接性
- 处理
上述三个支柱有助于创建表示物理对象的软件设计模式。我们可以轻松实现快速生产，减少维护和设备停机时间。此外，我们可以在任何地方检查性能。