什么是数字孪生？如果您曾在制造或工程领域工作过，您可能听说过在有关 AI、XR 和工业 4.0 的讨论中引用了这个术语。数字孪生正迅速成为与第四次工业革命相关的最有价值的工具之一。
虽然这些概念最初只是工业界过程、工具和技术的相对简单的虚拟复制品，但近年来它们变得越来越先进。随着元宇宙、XR 和人工智能领域不断发生创新，数字孪生已成为制造技术堆栈的核心部分。
目前，到 2027 年，数字孪生技术的全球市场价值预计将达到735 亿美元，复合年增长率达到惊人的 60.6%。那么，什么是数字孪生，为什么它们在今天获得如此多的关注？
什么是数字孪生？
数字孪生本质上是物理对象、服务或流程的虚拟副本。可以创建模型来表示现实世界中的物理项目，例如风电场或发动机，以及整个建筑物和城市。还可以使用数字孪生技术来复制流程，以便公司可以收集有关特定工作流程结果的数据。
数字孪生是使用计算机程序构建的，利用真实世界的数据来设计模拟，以预测流程或产品的性能。这些解决方案通常与工业 4.0 中的许多其他技术一起使用，例如人工智能、数据分析和物联网。
事实上，数据收集和人工智能的进步使数字孪生成为推动创新和提高绩效的常见组成部分。现在在全球工业流程中使用的一些常见类型的数字孪生包括：
- 组件/零件孪生：组件孪生复制过程或技术的特定部分的功能，以便在虚拟世界中进行分析。例如，一个系统可以帮助游戏行业的公司检查图像在游戏中的呈现方式。
- 资产孪生：资产孪生通常用于评估不同组件如何在流程或设备中协同工作。他们检查不同解决方案之间的协作，并帮助公司提高生产力和效率。
- 系统或单元孪生：单元或系统孪生在数字环境中复制整个解决方案。这使公司能够更详细地检查解决方案的所有不同方面如何协同工作。
- 过程孪生：检查生产、制造或工程空间中涉及的过程。它们帮助公司确定所有系统是否同步到足以以最佳性能运行。
数字孪生如何工作？
数字孪生的具体功能将根据项目的用例和目标而有所不同。在几乎所有情况下，数字孪生的生命周期都始于数据。数据科学领域的专家收集有关系统或过程的信息以开发数学副本。
数字孪生背后的物理产品将配备传感器，这些传感器可以生成关于从能量输出到潜在错误和问题的所有内容的一致数据。一旦了解了这些数据，虚拟模型就可以运行模拟、生成潜在的见解并提出可能的改进建议。
数字孪生可以根据系统的需要简单或复杂。不同数量的数据将决定模型模拟产品或过程的真实物理版本的准确程度。孪生还可以与原型一起使用，以加速生产和构思。
哪些行业使用数字孪生？
数字孪生在制造领域以及工程和生产等其他工业环境中最为常见。汽车制造、飞机制造、轨道车设计和许多其他行业都受益于数字孪生的使用。
然而，其他各种群体也有可能从数字孪生解决方案的优势中受益。例如，医疗保健和制药组织可以使用数字孪生来预测新药物或治疗的效果。能源和电力公司可以使用数字孪生来提高流程效率并减少碳足迹。
近年来，公司还开始为 XR 景观创建办公空间的数字孪生模型，以支持在一系列不同的企业环境中更好地协作和构思。
数字孪生技术的好处
数字孪生可以使各种不同的流程和行业受益，为汽车、医疗保健、发电和其他各种领域的专业人士提供帮助。该技术已被用于解决各种挑战，例如确保可持续能源系统平稳运行。数字孪生还使公司能够研究使产品更耐用、更安全的方法。
数字孪生技术对公司的一些主要好处包括：
- 改进研发：数字孪生允许产品的快速研发，并能够收集与潜在流程和生产结果相关的大量数据。通过数字孪生收集的信息可以帮助公司就如何创新做出更好的决策。
- 更高的效率：即使在新产品生产之后，数字孪生也可以帮助监控系统和性能。这使公司能够在整个生产和客户成功过程中保持并达到最高效率和生产力水平。
- 报废管理：数字孪生可以帮助制造商和商业领袖决定如何处理产品生命周期结束的产品。他们可以帮助回收设备并确保公司保持能源效率。
- 创新：数字孪生帮助公司试验可能风险太大或太耗时而无法亲自管理的产品和流程。它们可以以最少的浪费实现快速创新和创造。
随着公司寻找减少资源、提高效率和改进流程的方法，数字孪生有望在未来几年经历快速和持续的增长。
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