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数字孪生底层:四大技术层级与三个发展维度

Edit 行业快讯 2023-05-31 12:32:42

  “数字孪生技术架构主要包含四大技术层级。从数字化物理实体到最终的应用分别为数据采集、控制实体、核心实体、用户实体、跨域实体。核心实体和跨域实体构成了数字孪生的核心技术,数据采集与控制和用户实体是数字孪生的基础技术。

  “1. 数据采集与控制实体:测量技术,对物理实体进行分模块标识,精准测量并形成数字化数据; 2. 核心实体:通用支撑技术与建模仿真技术,其中通用支撑技术包括大数据、云计算、人工智能、区块链等技术内容; 3. 用户实体:HMI、Web 等可视化技术,以及 AR、VR 虚拟现实技术,用以实现人机交互的功能; 4. 跨域实体:数据传输及转换的实时通讯技术,实现多维数据的融合和互通。

:数字孪生技术架构" "

  资料来源:中国移动研究院《数字孪生技术应用白皮书 2021》,中信证券研究部

  “数字孪生基础技术包含数据采集层面的测量技术,以及人机交互层面的可视化、虚拟现实技术。核心技术包含建模、仿真以及多元数据的融合处理。基础技术的不断创新是数字孪生发展的底层源动力,核心技术是数字孪生发展的关键引擎。

  “测量决定数字孪生的精度。测量技术包含了标识和数字化两部分。首先对物理实体中的各组成要素进行标识,即对各要素进行“身份信息”登记,要求一物一码,从而实现全局的精准化映射关系。接下来通过对传感器获取的各种信息,包括视频、图片、数值数据等进行预处理,提取关键信息,进行数字化处理,实现对物理实体的数字化解析。建模和可视化技术突破了空间领域的限制。人机交互为人参与决策流程提供便捷方式。与传统二维平面视图不同,虚拟现实技术可以实现三维空间的可视化,进一步提升数字孪生的直观性应用效果。三维建模技术的发展为不同的空间丰富了应用场景的可能性,如城市、机械、人体、车间、产线等。通过提取三维信息,将其使用可视化方式呈现,便于实时观测监察以及做出对未来的预测。网络和数字孪生仿真技术提供时间维度的输出。数字孪生的核心本质是将物理实体进行数字化映射,对本体进行模型化。建模和仿真是其中的关键环节。传统的仿真技术通过输入信息,调节参数,输出模型测算结果,停留在了静态的调配阶段。而数字孪生仿真技术要求实现动态范围内的实时输入及输出,通过再结合人工智能等技术实现自我控制与调节。网络技术的突破使物理世界产生的信息流及时传输到数字端,从而实现动态观察。

数字孪生技术的三个维度"

  资料来源:中国信通院《工业数字孪生白皮书 2021》,中信证券研究部

  来源:科技行业元宇宙深度报告:元宇宙,引领未来20年科技发展浪潮-中信证券

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