11.5 数字孪生体技术概述 ★★☆☆☆

11.5.1 数字孪生体发展历程

数字孪生体 (DigitalTwin)

发展历程分为 四个阶段

(1)1960—21世纪初，是数字孪生体的技术准备期，主要是指 CAD/CAE 建模仿真、传统 系统工程等预先技术的准备。

(2)2002—2010年，是数字孪生体的概念产生期，指数字孪生体模型的出现和英文术语 名称的确定。

(3)2010—2020年，是数字孪生体的领先应用期，主要指NASA、 美军方和G E 等航空航 天、国防军工机构的领先应用。

(4)2020—2030年，是数字孪生体技术的深度开发和大规模扩展应用期。

11.5.2 数字孪生体的定义

数字孪生体是 现有或将有的物理实体对象的数字模型，通过实测、仿真和数据分析来实时感知、诊断、预物 理实体对象的状态，通过优化和指令来调控物理实体对象的行为，通过相关数字模型间的相互 学习来进化自身，同时改进利益相关方在物理实体对象生命周期内的决策。

11.5.3 数字孪生体的关键技术

建模、仿真和基于数据融合的数字线程是数字孪生体的三项核心技术

1.建模

建模的目的是将我们对物理世界的理解进行简化 和模型化。

数字孪生体的目的是通过数字化和模型化，用信息换能量，以使少的能量 消除各种物理实体、特别是复杂系统的不确定性。

数字孪生体的概念模型中数字模型的视角类型的三个维度：需求指标、生存期阶段和空间尺度构成了数字孪生体建模技术体系的三维空间。

2.仿真

数字化模型的仿真技术是创建和运行数字孪生体、保证数字孪生体与对应物理实体实现有效闭环的核心技术。

仿真是将包含了确定性规律和完整机理的模型转化成软件的方式来模拟物理世界的一种技 术。

3.其他技术

除了核心的建模仿真技术，目前VR 、 AR 以及M R等增强现实技术、数字线程、系统工程 和MBSE、 物联网、云计算、雾计算、边缘计算、大数据技术、机器学习和区块链技术，仍为 数字孪生体构建过程中的内外围核心技术。

11.5.4 数字孪生体的应用

主要应用于制造、产业、城市和战场。