2010年,美国陆军环境医学研究所的“阿凡达”单兵项目正式启动。该所研究人员希望给每名军人都创建出自己的数字虚拟形象,无论高矮胖瘦和脾气秉性。目前已经成功地开发了250名“阿凡达”单兵。在一个复杂的虚拟训练系统中,研究人员让这些虚拟单兵穿上不同的作战服,变换不同的姿势和位置,不断加载战场环境的数字孪生体来进行各种逼真的高风险模拟,从而替代实战测试。通过各种数字化测试来找出他们的弱点,甚至模拟各种恶劣气候环境来测试这些单兵的生理环境适应能力。所有测试过程无人身危险,可以随意反复试验。可以说,数字孪生不但持续发生在物理孪生体全生命周期中,而且会超越物理孪生体生命周期,在数字空间持久存续。因此,充分利用数字孪生可在智能制造中孕育出大量新技术和新模式。2025数字孪生技术峰会将于下月召开,聚焦工业互联网与城市管理应用。徐汇区房地产数字孪生24小时服务

通用电气(GE)利用数字孪生技术,为旗下的9HA.02型燃气轮机打造了一个“数字分身”。这个分身不仅能实时监测燃气轮机的运行状态,还能通过机器学习算法预测其健康状况,提前发现潜在故障。据GE官方报告,这项技术让燃气轮机的维护成本降低了25%,效率提升了1.5个百分点。2018年,日本船舶技术研究协会(JSRPA)启动了一项雄心勃勃的计划——利用数字孪生技术提升船舶安全性。他们通过创建船体结构的高精度数字模型,结合有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)技术,实时监测船体状态,预测潜在风险。这项技术让船舶的维护周期延长了20%,维护成本降低了15%。徐汇区文旅数字孪生常见问题水利部试点数字孪生流域项目,提升防汛调度决策准确度。

目前数字孪生行业传统参与者主要有GIS、测绘企业,建模、仿真企业,建筑信息模型(BIM)企业和集成商、运营商四大类,近年来,随着行业热度的不断提升,越来越多的互联网企业、大数据公司、人工智能科技企业、规划设计院等开始进入行业。数字孪生行业内玩家可以分为两类,分别为数字孪生相关技术提供商与解决方案集成商。其中,技术提供商包括可视化厂商、BIM、GIS、CIM以及CAD/CAE仿真建模等技术厂商;而解决方案厂商主要是为不同行业客户提供定制化的物联网解决方案和服务,从而帮助广大客户实现不同层级的数字孪生解决方案,相关企业主要为互联网大厂(BAT)、华为等云厂商以及三大运营商、万睿科技、软通动力等垂直领域综合智慧平台厂商。
数智孪生系统通过多学科知识的有机融合,能够超越单一领域,在复杂系统管理中实现跨域协同: 在“智慧城市”领域,依托数智孪生模型对公共设施的实时监测与模拟管理,提供准确、高效的城市资源优化。此外,在面对突发灾害时,孪生系统还能辅助进行应急推演,优化资源分配和决策效率。 其演进能力亦不可忽视:随着数据的持续积累,数智孪生的模型可以不断优化,支持未知场景的推理和动态适应。例如环境模拟领域中,可以推演气候变迁对生态系统的潜在影响,为决策提供指导依据。工业领域应用数字孪生技术后,生产线故障预测准确率平均提升约30%。

标准化是推动数字孪生技术发展和应用的重要基础。近年来,国内外在数字孪生标准化方面取得了一系列进展。以下是国内外数字孪生标准化的主要进展:国际标准化进展:ISO 标准:国际标准化组织(ISO)正在积极推动数字孪生国际标准的制定。ISO/TC 28/SC 41 负责数字孪生相关标准的制定工作,目前正在制定的标准包括 ISO/DTR 23247-100《自动化系统和集成 数字孪生框架 第 100 部分:制造》等65。IEC 标准:国际电工委员会(IEC)也在积极推动数字孪生相关标准的制定。IEC/SC 65A 负责工业过程测量、控制和自动化领域的数字孪生标准制定工作,目前正在制定的标准包括 IEC 62714《工业过程测量、控制和自动化 数字孪生》系列标准65。ITU 标准:国际电信联盟(ITU)也在积极推动数字孪生相关标准的制定。ITU-T Study Group 20 负责物联网、数字孪生和智能可持续城市及社区的标准制定工作,研究周期为 2025-2028 年64。IDTA 标准:工业数字孪生协会(IDTA)是一个致力于推动数字孪生标准化和互操作性的国际组织。该协会发布了一系列数字孪生标准和指南,如《资产行政外壳(AAS)标准》等,为数字孪生的标准化和互操作性提供了参考63。工业领域的数字孪生价格通常高于消费级应用。徐汇区房地产数字孪生24小时服务
模型更新频率需根据对象特性分级设定,关键设备数据刷新间隔不超过1秒。徐汇区房地产数字孪生24小时服务
云计算与边缘计算为数字孪生提供了强大的计算和存储支持,以及实时交互能力。云计算可以实现大规模的数据存储和计算,满足数字孪生对数据处理和分析的需求。边缘计算则可以在靠近物理实体的地方进行数据处理和分析,减少数据传输延迟,提高数字孪生的实时性。例如在智能交通中,边缘计算可以实时处理交通摄像头采集到的图像数据,进行车辆识别、流量统计等,为交通管理提供及时的决策支持。
数字孪生可以优化生产线,减少设备停机时间。例如宝马集团用数字孪生优化生产线,将设备停机时间减少 50%。富士康 “黑灯工厂” 通过虚拟调试缩短 60% 设备部署周期。数字孪生还可以实现数字线程,打通设计 - 生产 - 运维全流程,并且结合 AR 实现远程设备维护,如 PTC 的 Vuforia 平台。 徐汇区房地产数字孪生24小时服务