5G黑科技科普系列之数字孪生——未来制造业的基石
而双胞胎中的另一个则只存在虚拟和数字世界之中,是利用数字技术营造的与现实世界对称的镜像。
如果以家用电脑为例,Word文档和打印出来的文稿就是“数字孪生”。若以导航软件为例,城市中的实体道路和软件中的虚拟道路也是“数字孪生”。
此外,这个数字孪生体,不仅是对现实实体的虚拟再现,还可以模拟对象在现实环境中的行为。因此可以说,数字孪生是将物理对象以数字化方式在虚拟空间呈现,模拟其在现实环境中的行为特征。
数字孪生有什么用?
首先,它可以通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等各种数字化的手段,将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中,形成可拆解、可复制、可转移、可修改、可删除、可重复操作的数字镜像。
这极大的加速了操作人员对物理实体的了解,激发模拟仿真、批量复制、虚拟装配等设计活动。
过去,在没有数字化模型帮助之下,制造一件产品要经历很多次迭代设计。
应用场景丰富
5G网络的场景应用包括:eMBB(高带宽)、mMTC(大联接)、URLLC(高可靠&低延迟)。海量的应用场景和模式都是在这三者的基础上衍生出来的。
eMBB全面提升网络速度,增强网络体验;mMTC链接更多的智能终端,实现万物互联;URLLC因其高可靠性和低延时,应用于自动驾驶、移动医疗等精度要求高的行业。
未来工业物联网最核心的应用基础是数据,无论是在生产线上的工业设备,还是城市里的垃圾箱、电灯杆,都需要采集出来并映射到数字世界,数字孪生因此不可或缺。
举个例子来说,数字孪生车间就是数字孪生技术在制造业的典型应用,也是突破制造的物理世界和信息世界之间的交互与共融瓶颈的典型实例。
数字孪生技术的应用场景非常庞大,在未来,它会在多个方面改变我们的工作和生活,应用场景涉及各个方面。
把数字孪生技术应用到智慧城市管理上,会让城市更安全。街道、社区、娱乐、商业,甚至是电力线、变电站、污水系统、供水排水系统等,都会有数字孪生体,从而可以更轻松便捷地监控管理城市的每个地方。
工厂中的设备都可以通过数字孪生技术复制出来。我们可以利用数字孪生设备了解设备内部的运行机制。数字模型和实体设备一起使用,我们可以知道设备的运行数据,提高故障预判和维修效率。
个人的数字孪生体可以通过医疗检测、扫描仪器、可穿戴设备来复制。比智能手环更智能的是,我们可以得到数字孪生体每一部位的运动变化数据,更加有效地管理个人健康。
人脑非常复杂,大脑的活动更加不容易追踪研究。大脑的思考方式、运动感知功能都是科研人员研究的重难点。将数字孪生技术用在大脑研究上,以后可以帮助治疗脑部疾病患者。
虽然总体来看,数字孪生技术还处在早期阶段,但可以肯定的是,在数字时代的未来,数字孪生将完全改变我们发现、认知和改造世界的方式,未来世界大有可为。
以上内容节选自国泰君安证券已经发布的证券研究报告《数字孪生,复制同一个你》,作者庄宇、赵良毕,具体分析内容(包括风险提示等)请详见完整版报告。若因对报告的摘编产生歧义,应以完整版报告内容为准。