新闻资讯

数字孪生相关技术浅析

日期: 2022-11-21
浏览次数: 12




市场和发展前景





数字孪生是综合技术的汇集,它运用感知、计算、建模等技术进而实现物理空间与赛博空间的交互映射。说得太过于抽象,事实上没有人能够真正讲清楚到底什么是数字孪生,个人理解,数字孪生就是利用现代化科学技术,桥接现实世界和虚拟场景,推动城市发展和生活进步的一种技术。


数字孪生相关技术浅析


数字孪生发展迅速,市场巨大,根据Grand View Research发布的数据,2021年,全球数字孪生市场规模为74.8亿美元,预计从2022年到2030年,年复合增长率将达到39.1%;另根据国外调研机构MarketsandMarkets的预测数据显示,到2023年数字孪生市场规模将达到157亿美元,到2025年将突破260亿美元。从这两份研究数据可以看出,数字孪生市场很大,而我国又是世界上工业门类最为齐全的国家,本身就有丰富的制造业应用场景和市场,数字孪生技术几乎可以延伸到市场中的每一个场景,毫无疑问越早布局数字孪生领域越能抢占这一块大蛋糕,在日常竞争日益激烈的今天,数字孪生领域或许是一个实现快速弯道超车的好机会。


数字孪生相关技术浅析







数字孪生技术架构中各层技术简单介绍






(1)感知

为了实时感知物理实体及其运行环境,需要传感技术、监测技术的支撑。例如,为了建立面向风电、光伏出力预测和故障诊断的数字孪生,需要获得电站周边气象数据以及设备温度、声音、振动等数据,为此,需要可获取声振信号、温度、湿度数据的传感设备,当然,也需要来自SCADA系统的电气数据。电力系统的智能电表、SCADA、PMU等也应看作是传感设备,通过智能电表,可以感知用户的用电特性,通过PMU,可以感知到系统受到的扰动。


(2)数据

通过监测和传感获得的数据,需要利用先进的通信技术传输到数据平台或数据库中进行存储、处理和建模。如果数据量大,实时性要求高,需要大容量、高速通信技术,根据需要,也可以采取边缘计算模式存储处理数据。为节省信道和存储空间,需要应用数据压缩技术;为实现多源异构数据的融合、时空数据融合,需要应用数据融合技术;为提高数据处理和建模速度、满足数据孪生的实时性要求,需要采用分布式存储和处理技术、流计算、内存计算等技术。


(3)建模

建模方法包括机理建模方法和数据驱动建模方法。前者根据研究对象的机理特性建立数学公式,并赋予参数,然后应用数值计算方法或解析方法进行计算,一般适合于机理清楚的物理系统;后者是指采用统计学、机器学习方法建立模型,适合于机理不明确或只存在关联关系的研究对象。机理建模时由于存在不可避免的假设和简化,有时会带来不容忽视的误差,这种情况下,如果数据足够,也适合采用数据驱动建模方法。另外,采用数据驱动方法时,为了解决小样本、样本不均衡、弱特征以及不可解释性等问题,将机理建模方法和数据驱动方法相结合,具有一定优势。


(4)可视化

数字孪生需要很直观的可视化效果,三维展示、地理信息系统(GIS)、AR/VR等都是很重要的可视化技术。例如,在地理信息图上,直观展示电网脆弱性分析结果,其中,蓝色区域最为脆弱,一点攻击可影响到10%电网,紫色、橘色和红色区域要造成同样严重后果,需要更多的攻击,见图3;又如,风机的数字孪生,在地理位置上标注了风机的身份信息,点击各个部位,均能更直观地看到各个部位的状况。


(5)应用

数字孪生应用的领域很多,智慧城市、自然资源、精准医疗、智能制造、智慧能源是最重要的应用领域。


小结:

数字孪生是一项综合性技术,数据是基础,模型是核心,平台或软件是载体。所以获取数据的传感技术、监测技术以及数据的传输技术、存储技术、融合技术、处理技术,都是数字孪生的基础性技术;各种建模技术以及支撑建模的平台和软件、三维展示和AR/VR技术也是数字孪生的关键技术。







全球主流的数字孪生解决方案






 微软

微软的研发“Azure 数字孪生”能够创建基于整个环境的数字模型这些模型可能是建筑物、工厂、农场、能源网络、铁路、体育场馆,甚至整个城市。可用于获取洞察力,以推动产品改进、运营优化、成本降低和客户体验突破。Azure 数字孪生可用于设计数字孪生体系结构,该体系结构在更广泛的云解决方案中代表实际 IoT 设备,并连接到 IoT 中心设备孪生以发送和接收实时数据


数字孪生相关技术浅析



▷ 西门子

西门子的生产线和工厂采用数字孪生。开始生产之前,通过所有生产线的仿真人机工程,在虚拟环境中把所有的生产线的排产、生产全部进行验证,然后再把物理生产线架构起来,这种做法可以节省大量物资,同时也可以加速很多实践,然后快速优化。


数字孪生相关技术浅析



 英伟达

英伟达研发的Omniverse平台、数字孪生等技术,并不断迭代Omniverse搭载的专业技术和工具,打开Omniverse和数字孪生的落地场景,同时推动更多非技术人员利用以Omniverse为代表的多项NVIDIA平台和技术,加速提升市场接受度。


数字孪生相关技术浅析



相关内容
  • 热点
  • 最新
  • 媒体
为了提高公司员工业务知识能力,助力员工发展和成长。2023年7月22日上午,河南数慧组织开展了两个板块的业务知识培训,此次培训是由我司数据部经理及项目交付部经理两人担任讲师,在郑员工参与其中。本次培训重点围绕测绘地理信息安全保密管理、软件工程概念及项目管理两个板块内容开展。首先,由数据部经理给大家分享在测绘地理信息方面的保密管理工作。做好涉密测绘地理信息档案保密是我司不能掉以轻心的重要工作,通过本...
2023 - 07 - 22
为响应党二十大提出的“加快乡村振兴”的理念,加强乡村地区国土空间管控、引导集中建设、规范村庄建设活动,留足乡村发展空间,切实保障农民居住、乡村基础设施、公共服务设施、村庄产业用地等需求,系统保护好乡村自然风光和田园景观,指导“多规合一”实用性村庄规划编制,为乡村建设提供规划依据,开展村庄建设边界划定工作。01什么是村庄建设边界?村庄建设边界是指在一定时期内,可以进行村庄开发建设及需要重点管控的国土...
2023 - 07 - 13
近年来,中国乡村振兴战略深入推进,政策红利不断释放,乡村社会经济发展迅速。但同时,一些问题也逐渐浮现:各种纸质档案信息存在错乱、不全、无法查询等问题。为解决这些问题,各地政府开始探索采用新技术手段进行乡村建设与管理。河南数慧经过多年的技术积累,基于数慧AI训练平台的深度学习模型、卷积神经网络等技术手段不断的完善自然资源时空数据模型,形成了一套完整的AI+自然资源的技术解决方案,为实现乡村信息化建设...
2023 - 07 - 04
我们生在红旗下,长在春风里。人民有信仰,国家有力量。目光所至皆为华夏,五星闪耀皆为信仰!不忘初心,砥砺前行。岁月峥嵘,勇往直前。以青春之名,书写清澈挚爱;以心中红星,献礼中华。愿山河无恙,祖国繁荣昌盛!
2023 - 07 - 01
2023年地理信息软件技术大会于2023年6月27日,在北京国家会议中心隆重召开。作为致力于成为国内领先的时空人工智能应用服务商,河南数慧应邀参展,并展出了我司自主研发的一系列产品,引起了广泛关注。河南数慧在此次大会上展出的数慧实景三维平台,是依托卫星遥感、激光雷达、倾斜摄影等测绘技术,融合云计算、物联网以及人工智能等新兴技术的支撑表达和管理城市三维空间的信息化平台。通过整合实景三维数据,实现数据...
2023 - 06 - 28
网站地图 Copyright ©2018 - 2023 河南数慧信息技术有限公司
犀牛云提供企业云服务
关注微信
24小时热线电话
18603719319    
在线客服
服务时段 : 8:30-22:00
 
X
返回顶部
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

  • 18603719319
  • 0371-61177851
  • 18603719319
6

二维码管理

展开