伴隨著人類進入信息化、數字化時代,人們對虛擬數字化世界的好奇和探尋就從未停止過。如今,數字孿生已開始推動人類生產力革命和升級,改變人們的生產生活方式。 中國是加工制造業大國,產業數字化升級正在推進中,數字孿生的應用有無限廣闊的空間,加上政策支持,數字孿生在我國迎來了快速的發展機遇期。 1、數字孿生迎來發展新契機 我國十分重視發展數字經濟,在創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念引導下,我國正積極推進數字產業化、產業數字化,引導數字經濟和實體經濟深層次融合,推動經濟高質量發展。 2020年4月,國家發改委、中央網信辦發布《關于推進“上云用數賦智”行動培育新經濟發展實施方案》的通知,將數字孿生與大數據、人工智能、5G等并列,并專辟章節談“開展數字孿生創新計劃”,要求“引導各方參與提出數字孿生的解決方案”;同月,工信部在發布的《智能船舶標準體系建設指南》(征求意見稿)中,也明確的將建設“數字孿生(體)”列入關鍵技術應用。2020年9月,國資委下發《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》,要求國有企業在數字化轉型工作中,加快推進數字孿生、北斗通信等技術的應用。 業界對數字孿生的關注也熱度...
現如今,數字孿生被廣泛的運用在電力、交通、醫療、城市管理等各個行業領域當中,正呈現出非同一般的璀璨光輝。其做為實現數字電網比特和瓦特深度融合目標的重要實現手段,正在不斷演進。需要深層次認識和理解數字孿生的本質與機理,明確其對數字電網的價值與作用,推動數字比特革命與能源瓦特革命的有機結合,實現清潔低碳、安全高效的電力系統支持下的數字經濟迅速發展。 一、對數字孿生的認知 伴隨著企業界和學術界對數字孿生的不斷解析,其定義、內涵和其他一些有關概念的界限也變得越來越模糊。如NASA從與系統工程能力結合的角度,提出了MBSE(基于模型的系統工程);國外公司用數字孿生來支持其工業4.0、智慧制造和數字工廠。我們還看到了智慧城市語境下的數字孿生,建筑BIM語境下的數字孿生,機器人語境下的數字孿生,等等等等。從現如今公開的科研資料來看,絕大部分還是把數字孿生視為某種技術集成體系,少有人意識到,放大到社會學的角度上,數字孿生具備一般科技難以具備的思想價值。 我們不應簡單地從技術或技術集成的角度來理解數字孿生,而應認識到數字孿生將是在未來信息化社會形態下構建“數字世界”重要基礎方法之一,需要從思想和理論角...
數字孿生,英文名為DigitalTwin(數字雙胞胎),簡單而言,便是在一個設備或系統的基礎上,創建一個數字版的“克隆體”。而本文將為大家著重介紹數字孿生的技術框架及其在智慧交通領域的應用。 1、數字孿生技術框架 數字孿生技術框架可分為三個層級,即數據接入層、計算仿真層和應用層。 第一個層級是數據接入層,主要是指通過靜態建模和動態感知來獲取數據,創建一個基本的客觀世界的鏡像模型。感知可分為兩大類:第一類是靜態感知,常用的是CAD/CAE/BIM/CIM技術,如對城市環境的靜態部分進行建模;第二類是動態感知,這個是較為關鍵的一點。動態感知的發展,實際上得益于物聯網、互聯網技術的發展,諸如工業互聯網、5G甚至未來6G技術的不斷發展。在這些技術的支持下,可以更全面、及時地實現對客觀環境的狀態感知。 第二層是計算仿真層,主要是包含發掘分析和仿真預測兩個方面,是為數字孿生上層應用提供技術支持的關鍵層級。一方面,要對靜態和動態感知所獲取數據的初級模型進行深層次發掘,創建更高層的知識模型,即發現一些規律、分布和關聯,獲取出更高層語義的知識。另一方面,運用這些知識去做仿真演算,進而能夠為上層應用實現...
數字雙胞胎,或稱為數字孿生(Digitaltwins,DT)是具備數據功能的城市模型,城市管理者可運用這些模型來仿真模擬現實世界中從道路交通到自然災害的各類城市壓力源。據聯合國預測分析,到2050年,全球三分之二的人口將生活在城市地域,這將致使全球將出現43個特大城市(城市地域的居民超過1000萬)。人類活動的這種聚集呈現出嚴重影響運輸、公用事業和通信系統的潛力。再加上與氣候變化和全球大流行相關的迫在眉睫的挑戰,城市居民將面臨著極大規模的不確定性。 在城市人口激增的同時,傳感器和數據采集設備也在激增。到2025年,物聯網(IoT)預期將拓展到將近420億個互聯設備,形成79兆字節以上的數據。(1ZB為1萬億GB。)如果進行周密的應用,這些海量的信息可以用于更好的理解、規劃和確定城市應對機制的優先級。通過更清晰明了地可視化數據并將其與實際挑戰相對應,我們可以塑造未來。 1、歡迎來到數字孿生(DT)時代! DT是城市中心及其復雜系統的數字圖片或3D可視化。該工具使城市管理者可以模擬支持短期和長期計劃與響應的方案。通過整合有關現實世界對象(如建筑物、樹木、人行道)和基礎設施要素(如水管、下...
現如今的數字孿生,距離預想中的沙盒系統模擬推演、人工智能決策等功能仍有較大差距。數字孿生(DigitalTwin)這個觀念最初可以追尋到MichaelGrieves教授2002年在密歇根大學PLM(產品全生命周期管理)中心對產業界做的一次演講(雖然沒有書面證據,但這仍被廣泛覺得是數字孿生的最初來源)。 2014年,MichaelGrieves在其編寫的“DigitalTwin:ManufacturingExcellencethroughVirtualFactoryReplication”白皮書中進行了詳盡的闡述。他覺得利用物理設備的數據,可以在虛擬(信息)空間搭建一個可以表征該物理設備的虛擬實體和子系統,而且這種聯系不是單向和靜態的,而是在整個產品的全生命周期中都聯系在一起。 在此之后,數字孿生的觀念逐步拓展到了模擬仿真、虛擬裝配和3D打印等領域。伴隨著物聯網技術、人工智能和虛擬現實技術的不斷發展,越來越多的工業產品、工業設備具有了智能化的特征,而數字孿生也逐步拓展到了包含制造和服務在內的完整的產品周期環節,并不斷完善著數字孿生的形態和觀念。 企業界走在數字孿生的前列。工業4.0下的數...
商業引領者可以開發數字孿生,幫助模糊虛擬世界和物理世界之間的界限,以帶來更好的產品并增強用戶體驗。 帶來令人滿意的用戶體驗是每一項業務的重中之重。因此,企業會仔細觀察用戶體驗和行業發展趨勢。在數字時代,用戶體驗變得更為繁雜。從網絡上尋找新品牌或通過親朋好友尋找新品牌,再到在社交媒體上發布產品評價,用戶體驗之旅可以經過諸多階段。除此之外,不斷變化的行業發展趨勢會極大地影響用戶體驗。因此,業務引領者必須要制訂繁雜的策略來增強用戶體驗。 企業組織可以開發數字孿生,以幫助增強用戶體驗。數字孿生是產品、系統、過程或用戶的虛擬副本,可幫助企業可視化各個領域并搜集關鍵數據??梢詫底謱\生與X射線視覺進行比較,后者可以使企業實時監控其產品。數字孿生可用于零售、醫療保健、建筑和制造業等諸多行業??梢赃\用IoT傳感器將數字孿生連接到具體產品,以搜集重要數據。也可以運用用戶數據生成數字孿生,以了解用戶的行為模式。利用從產品和用戶的數字孿生搜集的數據,業務引領者可以制訂有效的策略,以交付高質量的產品并增強用戶體驗。 利用數字孿生來增強用戶體驗 企業可以運用數字孿生來通過以下方式增強用戶體驗: 1、用戶行為分...
在智慧城市的建設浪潮中,大數據、云計算、人工智能等全新一代信息技術交錯縱橫,在不斷融合創新中“城市大腦”成為了浪潮中大家競相追趕的燈塔。 近些年來,城市大腦、城市云腦、城市超級大腦、城市超腦等泛“城市大腦”概念不斷涌現而出,北京、上海、杭州、廣州、銅陵等愈來愈多的城市參與到建設城市大腦的隊伍之中,期待以城市大腦為工具,處理當前階段智慧城市建設的瓶頸與困難。 1、從互聯網大腦到城市大腦 從本質上來看,智慧城市是基于互聯網的全新一代信息技術與城市相結合的產物,具有互聯網的遺傳基因和特征,故此,智慧城市的建設發展就沒法忽略互聯網的發展趨勢和進化規律。 1983年,英國哲學家彼得·羅素編撰了《地球腦的覺醒——進化的下一次飛躍》,他指出人類社會通過政治、文化、技術等各種聯系使地球成為了一個類人腦的組織結構,也就是地球腦或全球腦,“類腦”概念開始出現。 隨著社交網絡的發展,大家開始探索互聯網的類腦現象,劉峰博士指出,在不斷地發展和進化中,互聯網正在向著與人類大腦高度類似的方向進化,形成互聯網大腦構架,互聯網將具備自己的視覺、聽覺、觸覺和運動神經系統,也會擁有自己的記憶神經系統、中樞神經系統、自主...
伴隨著大家對生活、居住、工作環境的要求愈來愈高,園區的個性化要求愈來愈重要。園區按其功能性與需求性可可分為:物流園區、高新科技園區、工業園區、軟件園區、文化園區、創業園區、綜合園區等等。智慧園區是融合運用物聯網、云計算、大數據等新一代的信息技術對園區進行全面的升級,整合園區資源信息,自主創新服務體系的新型園區。智慧園區的建設并不是盲目的,不同的功能園區具備不同的特點,其智慧化的建設應圍繞著 園區主體需求完成,為園區及園區入駐企業提供更為方便快捷的交互方式,實現園區的智慧化管理。 1、智慧園區的建設平臺 在當今時代,物聯網、云計算、大數據、人工智能等現代化技術的飛速發展,為智慧園區的建設與發展提供了強有力的技術保障。一個典型性智慧園區的建設內容可以歸納為基礎設施建設、云服務平臺建設(園區數據中心云計算)、智慧應用體系建設、運營模式設計等。 智慧園區的建設首先應具備完善的基礎設施層,它是園區信息化建設的硬件基礎層。園區基礎設施建設主要包含智能化基礎設施、園區信息化基礎設施、園區安全設施、園區消防設施、數據中心設施和公用基礎通信網絡設施等。園區網絡必須統一進行通信管網統籌規劃與整體設計,完成...
近些年來,世界各地各國十分重視互聯網信息技術的發展與智慧城市的建設。美國、日本、韓國、新加坡、歐盟等紛紛制定了智慧城市的建設目標與計劃,加強互聯網信息技術研發和智慧城市示范點的建設。美國硅谷還出現了一大批互聯網信息技術相關的領軍企業。我們國家十分重視智慧城市的建設,自2012年之后,住建部、科技部、工信部等相繼頒布相關文件指導互聯網信息技術的發展與智慧城市的建設,先后明確了數百個智慧城市的建設示范點項目。在這個背景下,認真思考新型的智慧城市怎么看、怎么建的問題,實屬必要。 1、智慧架構驅動城市發展 智慧城市是數字城市的升級版,被認為是未來城市的高級形態。智慧城市以互聯網、云計算、物聯網、3S(RS遙感、GPS全球定位系統、GIS地理信息系統)等新一代的信息技術為支撐,著眼于城市發展的智慧化,使城市具備智慧感知、反應、調控的能力,實現城市的可持續發展。智慧城市的本質是人類智慧驅動城市發展,通常來說,智慧城市的發展需要經過四個階段:數字化、網絡化、智能化、智慧化。 建設智慧城市,第一階段是推動數字化,使我們生活的世界可以通過數字化表達出來;第二階段是通過互聯網將數字化的城市部件傳輸連接起...
二十一世紀以來,科技領域與一個神經學領域的概念“大腦”出現了意想不到的融合,涌現出眾多前沿科技的大腦概念。從互聯網大腦,城市大腦,到谷歌大腦、百度大腦、訊飛超腦、360安全大腦、阿里ET大腦、騰訊超級大腦、滴滴大腦等等等等。 因為在神經學領域“大腦”有特定的含義,主要是腦的中樞神經高級部分,主導著生物體的智能活動,在這里大腦是腦的一部分,腦除去包含大腦,還包含小腦、間腦、腦干,以及延伸出來的神經纖維與神經末梢。一部分產業和企業大腦延用了生物學大腦的內涵,成為了產業級人工智能的一部分。 但另外一方面,包含互聯網大腦,城市大腦等科技概念中,大腦的內涵并不是特指神經學的大腦,而是“”巨大的,范疇廣泛”的類腦系統,類以于神經科學的腦概念,但是一種“大”腦。 科技領域大腦的兩種不同含義,對探究互聯網類腦模型,構建城市大腦,工業大腦等產業級智能系統時會帶來混淆和誤區,本文重點對這兩種大腦概念和外延性進行闡述。 1.第一種,“大腦“是神經學領域“大腦”概念的延伸 在神經學領域,生物腦尤其是人腦由大腦、小腦、間腦、腦干組成。其中:大腦是中樞神經系統的最高級部分,也是腦的主要部分,人類的大腦最為發達,是...