10月15日，国家工业信息安全发展研究中心副主任何小龙在第二届两化融合暨数字化转型大会上发布《工业设备数字孪生白皮书》（以下简称白皮书）。白皮书由国家工业信息安全发展研究中心和山东大学主编，33家单位参编完成。华自科技作为参编单位之一，在工业设备数字孪生典型应用案例板块中，提供了储能设备和锂电池测试自动化设备的数字孪生解决方案。
第二届两化融合暨数字化转型大会现场
白皮书由国家工业信息安全发展研究中心和山东大学主编，中国船级社、中车青岛四方机车车辆股份有限公司等33家单位参编完成。
白皮书系统地介绍了数字孪生的起源、发展和工业应用现状，从实施要素维度提出工业设备数字孪生的总体框架模型，针对工业设备数字孪生实施中面临的痛点问题，从工业设备系统生产商、用户、工业设备数字孪生系统开发商等视角研究提出工业设备数字孪生系统实施成熟度评估模型，为评估工业设备数字孪生系统的实施准备和成效提供了方法论，围绕数字孪生在不同行业应用场景提供了风电设备、工程装备、数控机床等11类设备、32个数字孪生典型案例。
数字孪生是在新一代信息技术与制造业深度融合，推动制造业生产方式向数字化、网络化、智能化的方向加速迈进的时代背景下诞生的，通过与工业互联网、工业大数据等深度融合、不断创新，逐步成为新一轮科技革命和产业变革中各行各业，特别是制造业加快数字化转型的重要驱动力量。
制造业是工业化和现代化的主导力量，是国家综合实力与国际竞争力的重要基石。当前，新一轮科技革命和产业变革正席卷全球，信息技术也正全面创新突破并加速与其他产业融合发展。特别是新一代信息技术与制造业深度融合，正在推动制造业生产方式向数字化、网络化、智能化的方向加速迈进。与此同时，物联网、大数据、人工智能、虚拟现实等新一代信息技术也在加速碰撞、融合，不断催生全新的技术、业务形态和业务模式。数字孪生正是在这一时代背景下诞生，并与工业互联网、工业大数据等深度融合、不断创新，逐步成为新一轮科技革命和产业变革中各行各业，特别是制造业加快数字化转型的重要驱动力量。发展数字孪生技术也成为我国抢抓第四次工业革命带来的发展机遇，促进新一代技术与实体经济融合创新，推动传统产业转型升级，培育壮大新动能，助力制造强国和网络强国建设，推动我国经济高质量发展的重要举措之一。
为贯彻落实《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》，推动数字孪生在工业企业深入应用，充分发挥数字孪生在加快制造业数字化转型中的重要作用，由国家工业信息安全发展研究中心牵头，联合山东大学，通过"产、学、研、用"紧密合作，针对数字孪生在工业设备中应用的新技术、新业态、新模式开展深入研究，从指导企业制定符合自身的实施路径出发，给出一套实施框架、一套价值模式、一套成熟度评估模型、一套实施路径，同时评估梳理工业设备数字孪生重点应用场景及解决方案，总结提炼了风电设备、数控机床等11类重点工业设备的典型企业应用案例，并在此研究基础上编制了《工业设备数字孪生白皮书》。《工业设备数字孪生白皮书》共七章，系统地介绍了数字孪生的起源、发展和工业应用现状，从实施要素维度提出工业设备数字孪生的总体框架模型，并以解决企业实施数字孪生面临的痛点问题为牵引，以应用需求为导向，以价值实现为目的，以技术支撑为保障，以实施条件为基础，分别从数字孪生系统实施效果、工业设备系统生产商、用户、工业设备数字挛生系统开发商等不同视角研究提出工业设备数字孪生系统实施成熟度评估模型，为评估工业设备数字挛生系统的实施准备和实施成效提供了一套方法论和实施路径。同时，本书围绕数字孪生在不同行业重点应用场景提出了系列解决方案和典型企业应用案例。本书将有助于工业企业更加深入地了解数字孪生，更好地实施数字孪生系统，更有效地发挥数字孪生系统在工业企业中的作用。
21世纪初，美国密歇根大学的Michael Grieves教授提出了一种称为"PLM概念理想"用于实现产品生命周期管理的概念模型，并随后在他的文章中定义为"信息镜像模型"。这个概念虽然没有称作数字孪生，但是它具备了数字孪生的组成和功能，为数字挛生的提出打开了思想的闸门。同年，迈凯伦车队将数字挛生的相关技术应用于Fl。随着人们对观念认识的不断进步和发展，2009美国空军实验室提出了"机身数字孪生"，直至2010年，"Digital Twin"在NASA的未来飞行器数字孪生范例技术报告中被正式提出，并定义为"集成了多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程"。2011年，美国空军将数字孪生技术应用到飞行器的健康管理。并于2012年，美国国家标准与技术研究院提出了基于模型的定义和基于模型的企业的概念，该概念将数字孪生的内涵扩展到整个产品的制造过程，即要创建企业和产品的数字模型，数字模型的仿真分析要贯穿整个产品的生命周期。同年，美国国家航空航天局与美国空军联合发表了关干数字孪生的技术论文，开启了数字孪生技术在航空航天领域的应用探索，数字孪生技术开始引起研究人员和工程人员的广泛关注。
数字孪生的发展
近年来，数字孪生技术在工业界应用不断深入，其中GE将数字孪生技术应用于风电与发动机，西门子、Ansys、达索等著名工业企业也将数字孪生的应用领域逐步扩展。当前，在制造业数字化、网络化、智能化发展的大趋势下，数字挛生技术被Gartner选为2019年十大战略技术趋势之一，数字变生技术逐步从萌芽起步期逐渐走向发展期，正在从数字化产品的角度推动着社会变革。Gartner预计三分之二已经实施物联网的公司，到2022年将至少部署一个数字孪生项目。
数字孪生近年的迅猛发展得益于物联网、大数据、云/边缘计算、人工智能等新一代信息技术的发展，也正是因为以上技术的发展和应用的不断深化，数字挛生进入了新发展阶段，正在成为业界创新应用的重点。其主要的支撑技术如下∶
（1）物联网技术
数字孪生是物理世界在数字世界的孪生，如何实现数字孪生与物理世界的虚实映射是数字孪生实施的基础。物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。随着物联网的不断健全和完善，数字孪生所需的各种数据的实时采集、处理得以保障。在空间尺度上，由于物联网万物互联的属性，面向的对象由整个产业垂直细分至较小粒度的物理实体。同时，在时间尺度上，由于物联网实时性的提升，使得不同时间粒度的数据交互成为可能。以上使得数字孪生正在变得更加多样化和复杂化，使得数字世界和物理世界能够在物联网的支持下进行时间和空间上细粒度的虚实交互，以支撑不同尺度的应用。
（2）大数据技术
数据是数字孪生系统动态运行的最重要的驱动力量。随着数据时代的到来，大数据分析应运而生。通过体现大数据海量、异构、高速、可变性、真实性、复杂性和价值性等特征，大数据分析面向解决具体问题提出相应的算法和框架模型。对数字孪生系统而言，大数据分析为深度探索物理空间事物提供可能，而通过数据可视化，为数字孪生系统揭示物理实体的隐性信息提供了有效工具。
（3）多领域、多层次参数化机理模型建模技术
物理实体的机理模型是数字孪生系统的骨架。近年来，不同领域混合的多层次精准建模方法为数字孪生技术对物理世界真实描述提供了使能技术。首先，其综合复杂物理实体涉及的针对诸如机械、电气、液压、控制及具体行业特征进行综合建模的能力，为数字孪生系统对物理实体的有机综合分析提供了高可用技术;其次，物理实体机理模型的多层次表述能力，可使得模型在不同空间粒度上对实体进行客观真实表述;再次，参数化建模方法为数字李生实体机理模型对物理实体在时间维度上变化的映射，即模型的动态更新能力，提供了有效手段。
（4）人工智能技术
数字孪生系统对工程应用的重要意义在于其智能分析和自主决策能力。人工智能技术的发展，可通过和传统的建模仿真分析技术结合，有效赋能数字孪生系统，使得数字孪生系统可针对过去、现在的状况进行综合智能分析，并进行自主决策，对物理世界的变化进行准确判断和决策，对物理世界的活动进行智能化支撑。
（5）云/边缘协同计算技术
数字孪生系统是庞大复杂的系统，然而其对物理世界的感知和决策支持往往具有时效性和个性化的特点。云/边缘协同计算技术，可有效地发挥云端强大的存储/计算能力和边缘端个性化实时感知和控制能力，为数字孪生系统的高效运行提供支撑。
综上，物联网、大数据、多领域/多层次/参数化实体建模技术、人工智能技术、云/边缘协同计算技术相互交互，相互融合，加速推动着数字孪生的落地应用。
白皮书主要内容概览：
白皮书目录：
来源：山东大学
白皮书原文，请扫如下二维码找小安（微信号为wanwuhulian8），除了这份132页的价值报告，还可以邀约您进《万物互联智能》微信群。
往期精彩回顾相关链接：赛远成为施耐德授权战略合作伙伴，赋能装备制造商数字化赛远设备远程通讯，天涯海角一线通赛远新品工业边缘服务器SY-DT9，数据采集、存储、分析和上云赛远远程，助力固废处理信息化赛远工业无线通讯，助力电线电缆自动化设备赛远工业物联，助力压缩机制造向智造服务转型玻璃设备远程运维，从中国到埃及，一切尽在掌控！【新品】最具性价比的赛远工业级4GDTU赛远远程，尽心尽智高效运维赛远远程赋能工程师欢度春节--小记印度现场运维“新工业、智物联”，赛远迈入智造正前方--北京瓦楞纸板生产线的远程售后，太方便了！轻松搞定西家利器S7-1500的远程通讯赛远UKEY，远程移动维护So easy！赛远携手树根互联，共建工业物联生态圈【快讯】赛远携手树根互联为橡胶轮胎设备和汽车装备赋能【图文快讯】赛远携手树根互联为锂电行业赋能“新工业、智物联”从青岛扬帆远航知智造行实践——苏州回顾新工业智物联|2019年度全国巡回论坛圆满落幕回顾：11月第三周的工业得到数字化头条（数字化综合、模具制造、灯塔工厂、工业互联网、橡胶行业）新工业、智物联，数字化CEO峰会，11月26日诚邀相约上海
天线布局：波音737NG飞机天线布局详解---智能汽车天线复杂度正逐步向飞机接近
工信部印发《工业互联网和物联网无线电频率使用指南（2021年版）》
【100页PDF下载】全球数字经济白皮书——疫情冲击下的复苏新曙光
关于赛远深圳市赛远自动化系统有限公司，专业致力于工业互联网通讯技术的研发、市场和销售，拥有一批工业远程和工业无线通讯的发明、实用新型专利和软件著作权，具有自主知识产权的高新技术企业。赛远的工业远程和无线通讯解决方案，突破了工业协议的多样性、工业通讯的稳定性、边缘计算的能动性、跨区跨网的易联性，使能工业互联网的最初最具挑战的第一步——数据采集，并提供了工业设备远程运维的稳定保障。赛远服务于几千家装备制造商，在全国通过办事处和渠道合作伙伴，建立了一个工业通讯的垂直紧密合作生态阵营，也欢迎更多的代理商、集成商加入到赛远生态阵营。赛远，一个可信赖的工业物联服务商。一直不变的热线：400-066-5616！
赛远在工业网络通讯的有线、无线，远程、近程，宽带、窄带传输以及各种自动化设备系统的互联互通上，提供从上位机软件、上位机到交换机、PLC、HMI、仪表等系统工业网络通讯的一站式服务。
赛远自主研发的工业通讯SY系列产品，结合最为先进的自动化技术，IT计算机通讯技术，无线通讯技术，研发出了具有工业等级的两大系列产品，远程通讯和无线通讯，主要包括自组网无线通讯SY-S72\SY-WT6\SY-RIO等产品，串口转以太网设备SY-NC2\SY-NC4\SY-NC6等，公共移动4G网络传输模块等，基于Internet的远程通讯模块SY-RSCM系列和工业远程通讯软件SY-RCS等。
赛远工业互联产品合作，代理和集成，联系微信：15603021686
共有条评论 网友评论