艺虎数字孪生技术公司

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数字孪生技术是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成投射,进而体现相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,能够被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字投射系统。


数字孪生标准体系包括基础共性标准:包含术语标准、参照架构标准、适用准则三部分,关注数字孪生的概念定义、参照框架、适用条件与要求,为整个标准体系提供支撑作用。数字孪生核心技术标准:包含物理实体标准、虚拟实体标准、双生数据标准、连接与集成标准、服务标准五部分,用于规范数字孪生核心技术的研究与实施,确保数字孪生实施中的关键技术的有效性,破除合作开发和模块互换性的技术壁垒。


数字孪生技术案例:数字乡村、军工、工厂、轨道交通、区域紧急、智慧城市、智慧园区、智能监所、水利、电力、智能交通、高速、智慧高铁、雪亮工程、机场管理、矿厂、智慧文旅等等数字孪生赋能行业数字孪生发展的核心技术。


数据采集技术数据是数字孪生最核心的要素,它源于物理实体、虚拟模型、服务系统,同时在结合处理后又融入到各部分中,促进了各部分的运行。因此,数据的采集是数字孪生的基础。每个设备厂家在开发过程中,为了方便适应不同用途场景的繁杂环境,体现出设备的特点,不同的厂家使用了不同的现场总线,不同的设备之间又需要不同的设备通信协议来可靠地传送数据。因此直到今天还没有一个全球统一的应用层协议。


目前市场上至少有几千种以上的设备通讯协议,如modbus、HART、ASI、PPI、TCP/IP、NetBEUI、MPI以及工业以太网等,品种繁多的协议所产生的数据格式完全不同。硬件配置的端口类型也是五花八门,包含RJ-45、SC、AUI、BNC、Console、FDDI等,给设备互通带来很大难度,产生信息孤岛。要实现从控制系统中读取设备数据就需要经过数据格式解析、数据构造重新定义、数据逻辑重新定义等,对原生数据进行清洗,从而从出诸多数据中提取关键、有效的部分并进行导出。同时支持开放式通信标准OPCUA和API自定义协议接入,可保证数据传送的稳定性,减少数据传送的延时,实现边沿数据采集的高速、高可靠和高适应性,为后续数字孪生系统运行提供重要的基础。


数字孪生数据应用双生数据包含物理实体、虚拟模型、服务系统的相关数据,领域知识及其结合数据,并随着即时数据的产生被不断创新与提升。双生数据是数字孪生运行的核心驱动。将以上四个部分进行两组连接,使之进行有效实时的数据传送,从而实现实时交互以保证各部分间的一致性与迭代优化。针对应用目标及需求分析出物理实体的特征,建立虚拟模型,构建连接实现虚实信息数据的交互,并借助双生数据的融合与分析,最后为使用者提供各种服务应用。多维虚拟模型便是实现设计产品、生产制造、故障预测、健康管理等各种功能最核心的部件,在数据驱动下多维虚拟模型将应用功能从理论变为现实。

数据建模技术数字孪生应用中真实物理空间的投射建模要用丰富建模、计算求解、仿真工具集来加强多时空尺度模型统一计算求解能力。通过研制建模、计算求解、仿真工具集,产生多时空尺度模型统一计算求解能力,研究多领域多层面数字孪生模型建模方法,产生模型构建与求解工具软件集,从而提升工业互联感知接入设备与软件的多协议、跨平台适应力,实现多维模型的虚实投射。物理实体是客观存在的,它通常由各种功能分系统(如控制分系统、动力分系统、执行分系统等)构成,并通过分系统间的合作完成特定任务。各种传感器布署在物理实体上,实时监测其环境数据和运行状态。


虚拟模型是物理实体忠实的数字化镜像,集成与融合了几何、物理、行为及规则四层模型。服务系统集成了评定、控制、提升等各类信息系统,基于物理实体和虚拟模型提供智能运行、精确监管与可靠运维服务。在实际落地中,布署在PaaS层上的数字孪生应用,能够对企业的设计、生产、管理、运维等领域服务升级产生开放PaaS服务,同时具有独立的数据建模服务,根据工业场景的复杂性和客户需求的多样性,结合多种要素,围绕不同情景构建数据模型,并自动生成数据模型的概念关系图、逻辑图和实体模型。构建的数据模型库通过开放的API接口,以规范化模型库为基准,进行数据交互与储存。通过数据建模工具,对物理空间进行虚拟空间的数字转化提供数据模型,产生虚拟空间的实体数据模型库,为实现企业的虚拟数字孪生运行和企业数字化转型提供技术支撑,助力企业数据模型共享、复用、多方参与、协同演变的新生态。


人工智能技术在数字孪生应用中,需要在虚拟空间对现实物理投射做到多概率的仿真,这就离不开算法模型和人工智能的开发。非常复杂的设计模型放到神经网络中,借助深度学习可以把高自由度的模型削减为低自由度且仍能够提供我们所需要的模型能力。从原理上来说,全部物理投射的虚拟必须进行模拟,这些模拟非常耗时耗力。而使用人工智能能够高效的挑选可用性最高的仿真选项。5.人机交互技术动态实时交互连接将物理实体、虚拟模型、服务系统连接为一个有机的总体,使信息与数据得以在各部分间交换传递。同时将数字孪生应用生成的智能应用、精准管理和可靠运维等功能以最为便捷的方式提供给客户,给予客户最直观的交互。


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