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什么是数字孪生？ 数字双胞胎

数字双胞胎

数字双胞胎(什么是数字双胞胎？)
今天小枣君要给大家介绍的是一个听起来很高大上的概念——数字双胞胎 。

相信很多人都听说过数字双胞胎 。近几年来，这个词的知名度不断上升，频繁出现在各大峰会论坛的演讲话题中，吸引着业内外的关注 。
到底什么是数字双胞胎？是谁提出来的？它会给我们的生活带来什么样的变化？
带着这些问题，让我们看看今天的文章-
什么是数字孪生数字，英文名是Digital Twin，也叫数字地图和数字镜像 。

它的官方定义非常复杂 。上面写着:
孪生，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据 。，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空中完成映射，从而反映相应物理设备的全生命周期过程 。
你头晕吗？其实简单来说，数字孪生就是基于一个设备或系统，创建一个“克隆”的数字版本 。

这个“克隆体”也被称为“数字孪生体” 。它是在信息平台上创建的，是虚拟的 。
你可能会说，这不是电脑上的设计图吗？CAD不能做吗？
其实不然 。与设计图相比，数字双胞胎最大的特点是它是对物理对象的动态模拟(姑且称之为“本体”) 。也就是说，数字双胞胎可以“动” 。
此外，数字双胞胎不只是“移动” 。其“运动”的基础来自本体的物理设计模型、本体上传感器反馈的数据以及本体运行的历史数据 。
说白了，本体的实时状态，以及外部环境条件，都会在“双胞胎”身上重现 。
如果工程师需要进行系统设计更改，或者想知道系统在特殊外部条件下的响应，可以在双胞胎身上做“实验” 。这样既避免了对本体的影响，又提高了效率，节约了成本 。

除了“动”，要理解数字双胞胎，还需要记住三个关键词，即“全生命周期”、“实时/准实时”和“双向” 。
结对是一个来自工业的概念 。在工业制造领域，有一个词叫做“产品生命周期管理(PLM)” 。相信很多人都听说过 。
全生命周期意味着数字孪生可以贯穿产品的整个生命周期，包括设计、开发、制造、服务、维护甚至废品回收 。不仅是帮助企业把产品做得更好，更是帮助用户更好的使用产品 。
实时/准实时意味着本体和双胞胎之间可以建立全面的实时或准实时连接 。它们不是完全独立的，映射关系是实时的 。
双向意味着本体和双胞胎之间的数据流可以是双向的 。不仅本体可以向双胞胎输出数据，双胞胎还可以向本体反馈信息 。企业可以根据双胞胎反馈的信息对本体采取进一步的行动和干预 。
数字孪生的起源说到“数字双胞胎”概念的发明者，业界并没有明确的说法 。
很多人认为数字孪生是密歇根大学教授迈克尔·格里夫斯博士在2002年提出的 。
迈克尔·格里夫斯博士
但没有书面文献或信息支持这一说法 。
在2014年发表的文章中，迈克尔·格里夫斯博士曾经“追溯”过，他曾在2002年密歇根大学PLM中心的一次演讲中提到过一些相关的概念，比如数字双胞胎 。他还“追溯”自己曾在2003年的一次高管培训中提出“物理产品的数字等价物或数字孪生体”的概念 。
然而，没有确凿的文件或视频证据 。
真正有据可查的“数字孪生”概念是由美国空军事研究实验室(AFRL，空军研究实验室)提出的 。
AFRL标志
2011年3月，美国空军事研究实验室结构力学部的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel发表了题为“基于状态的维修加结构完整性(CBM+Si)的空框数字孪生体”的演讲，这是第一次明确 。
当时，AFRL希望将战斗机的维修数字化，数字孪生是他们想出的一种创新方法 。
当美军空意识到数字孪生具有重大的现实意义时，另一家公司也对数字孪生产生了浓厚的兴趣，那就是美国通用电气公司(GE) 。
通用电气公司
美国通用电气公司在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案时，发现了数字双胞胎的价值 。
不知道大家还记不记得小枣君之前关于工业4.0的文章？是的，美国通用电气公司是美国先进制造战略(美国版工业4.0)的主要驱动力 。
当时，美国通用汽车公司(GM)一直致力于工业数字化的研究，以及如何构建工业互联网系统 。显然，数字双胞胎对于工业4.0非常有用，可以说如鱼得水 。
后来德国西门子(德国工业4.0的代表企业)拥抱数字孪生，视其为珍宝 。
2015年左右，中国也开始跟进 。当时，包括工业4.0研究院在内的国内多家研究机构和企业启动了与数字结对相关的研究项目 。

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