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    到目前為止，你可能已經(jīng)遇到過(guò)數(shù)字孿生一詞。這是每個(gè)人都喜歡使用的術(shù)語(yǔ)之一，但也許沒(méi)人能完全理解。每個(gè)人都同意的是，數(shù)字孿生技術(shù)將徹底改變產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，提高工程效率和客戶體驗(yàn)。

　　那么，什么是數(shù)字孿生？

　　拿一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界中存在的物體，例如汽車為例，現(xiàn)在，為它配備你選擇的各種傳感器，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到云中。在那里，這些數(shù)據(jù)與汽車的3D模型相吻合，該模型包含了其幾何形狀，機(jī)械性能，電氣和電子系統(tǒng)，模擬性能數(shù)據(jù)以及有關(guān)汽車的所有其他信息。實(shí)際數(shù)據(jù)與3D模型進(jìn)行交互并實(shí)時(shí)更新。這就是數(shù)字孿生。

　　數(shù)字孿生能為你做什么？

　　不難發(fā)現(xiàn)數(shù)字孿生的優(yōu)勢(shì)。以汽車為例，數(shù)字孿生可以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)汽車零件何時(shí)會(huì)失效。孿生可以告訴你，在修理工打開(kāi)車庫(kù)門之前，必須先更換汽車的制動(dòng)器。同樣，數(shù)字孿生可以用作診斷工具。車壞了？檢查數(shù)碼孿生，看看出了什么問(wèn)題而沒(méi)有油脂在你的手上。

　　數(shù)字孿生還可以揭示出優(yōu)化汽車性能的見(jiàn)解。仿真可以表明，你可以通過(guò)選擇一條替代的工作路線來(lái)最大化燃油效率，或者通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪胎來(lái)延長(zhǎng)車輛輪胎的使用壽命。而這還需要人工操作員完成—數(shù)字孿生在自動(dòng)駕駛汽車中的實(shí)用性更大。這樣的孿生可以在虛擬道路上模擬行駛-無(wú)需進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。實(shí)際上，今天，數(shù)字孿生已經(jīng)用于此目的。如果不使用數(shù)字孿生，則物理自動(dòng)駕駛汽車必須行駛約140億公里才能驗(yàn)證其性能。

　　以最崇高的形式，今天不可能有真正的數(shù)字孿生。要說(shuō)明的變量太多了，我們沒(méi)有足夠的傳感器，計(jì)算能力或知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)​​相同的數(shù)字孿生。因此，任何這樣做的嘗試都可能既昂貴又冒險(xiǎn)。這是否意味著數(shù)字孿生僅適用于擁有大量現(xiàn)金的大型工程公司？數(shù)字孿生對(duì)中小型工程公司是否可行？

　　是的。我們不需要數(shù)字孿生的理想版本即可實(shí)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。有人會(huì)爭(zhēng)辯說(shuō)，即使嘗試創(chuàng)建理想的數(shù)字孿生也浪費(fèi)時(shí)間和資源。為什么不僅僅關(guān)注數(shù)字孿生提供最大利益的幾個(gè)關(guān)鍵方面呢？

　　數(shù)字孿生和數(shù)字線程

　　如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和仿真已被大量使用，以至產(chǎn)品準(zhǔn)備好交付時(shí)，它已經(jīng)作為詳細(xì)的數(shù)字模型而存在。開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的真正舉動(dòng)使你半途而廢。而且，你的開(kāi)發(fā)環(huán)境越具有凝聚力-你的MCAD，ECAD，CAE，CAM，PDM和PLM工具集成度越高-你越接近擁有有用的數(shù)字孿生模型。

　　這就是DassaultSystèmes的數(shù)字孿生概念（該公司稱為3DEXPERIENCE孿生）背后的哲學(xué)。該名稱來(lái)自DassaultSystèmes的3DEXPERIENCE云平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)一系列統(tǒng)一的設(shè)計(jì)產(chǎn)品來(lái)集成產(chǎn)品數(shù)據(jù)，例如用于機(jī)械和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的CATIA和用于有限元分析和仿真的SIMULIA。

　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的完整的端到端，多學(xué)科集成被稱為數(shù)字線程，它是數(shù)字孿生的關(guān)鍵推動(dòng)力。希望探索數(shù)字孿生的組織應(yīng)評(píng)估其設(shè)計(jì)過(guò)程，并努力將其與從需求到物理定義的數(shù)字線程聯(lián)系在一起。

　　達(dá)索系統(tǒng)高科技產(chǎn)業(yè)副總裁奧利維爾·里貝特（Olivier Ribet）表示：“要統(tǒng)一和理解有關(guān)3DEXPERIENCE孿生的大量信息，創(chuàng)新者必須克服傳統(tǒng)的孤立專家思維。” “當(dāng)然，你需要能夠科學(xué)地和物理地模擬按預(yù)期協(xié)同工作的所有部件的功能。但是工程師還需要一些方法和工具來(lái)促進(jìn)其結(jié)構(gòu)化，物理和程序信息的社會(huì)意義。它與人有關(guān)，它具有社會(huì)成分，通常需要指導(dǎo)和變更管理，以實(shí)現(xiàn)突破性思維和開(kāi)放式創(chuàng)新。”

　　建立可行的數(shù)字孿生

　　為了證明其價(jià)值，數(shù)字孿生必須能夠?qū)Ξa(chǎn)品或過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)查看。只能模擬機(jī)械性能的模型是一回事，但是可以模擬系統(tǒng)各個(gè)方面（機(jī)械，電氣，空氣動(dòng)力學(xué)，控制系統(tǒng)等等）的模型的功能要強(qiáng)大得多。例如，3DEXPERIENCE孿生可以基于Modelica建模語(yǔ)言，使用DassaultSystèmes的DYMOLA系統(tǒng)工程軟件來(lái)模擬這些交互。

　　這是一種稱為基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）的范例，該范例交換工程學(xué)科模型信息而不是設(shè)計(jì)文檔作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主要通信形式。

　　“為了了解實(shí)際的客戶體驗(yàn)以及創(chuàng)新如何影響體驗(yàn)，數(shù)字孿生需要能夠在系統(tǒng)級(jí)別模擬工廠，產(chǎn)品或服務(wù)，在此你可以有效地管理其由硬件驅(qū)動(dòng)的行為方面，軟件和支持內(nèi)容的功能。” Ribet說(shuō)。

　　通過(guò)定位系統(tǒng)級(jí)別，即使是不完美的，部分的或不完整的數(shù)字孿生也可以有很多好處。例如，你可以虛擬地模擬產(chǎn)品更改對(duì)實(shí)際用戶的影響。想象一下進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境并在上下文中看到數(shù)字孿生。你可以模擬該新固件更新，并確切了解它可能對(duì)用戶產(chǎn)生的影響。或者，你可以應(yīng)用你正在考慮的新材料，并查看系統(tǒng)的熱性能將如何變化。

　　隨著時(shí)間的流逝，將現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)流傳輸?shù)侥愕臄?shù)字孿生時(shí)，你可以洞悉設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)并學(xué)習(xí)如何進(jìn)行改進(jìn)。這樣，產(chǎn)品計(jì)劃，工程，制造，營(yíng)銷和服務(wù)團(tuán)隊(duì)可以協(xié)作并連續(xù)運(yùn)行假設(shè)方案，建模和模擬產(chǎn)品體驗(yàn)。

　　云上的數(shù)字孿生

　　我們僅涉及數(shù)字孿生如何破壞產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的表面。數(shù)字孿生越好，他們將擁有更多的實(shí)用性。例如，一天的數(shù)字孿生可能足以進(jìn)行虛擬認(rèn)證或調(diào)試。要進(jìn)行更深入的了解，請(qǐng)查看什么是Digital Twin，以及為什么仿真和物聯(lián)網(wǎng)專家應(yīng)該關(guān)心？還是數(shù)字孿生：我們現(xiàn)在在哪里？

　　如我們所見(jiàn)，數(shù)字孿生不一定是完美的有用。甚至可以代表你產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)別的基本數(shù)字孿生子，也可以洞察其實(shí)際性能。

　　數(shù)字孿生不僅需要模型中的幾何數(shù)據(jù)，而且對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，一大障礙是獲得他們可能并非每天都需要的CAD附件的成本，但這可能會(huì)使他們的數(shù)字孿生受益。CAD產(chǎn)品向云的演進(jìn)允許按需使用這些附加組件，并能夠與遙遠(yuǎn)的合格專家共享模型。

　　在擴(kuò)展模型時(shí)，無(wú)論是通過(guò)更緊密的數(shù)字線程還是對(duì)實(shí)時(shí)傳感器信息的更大訪問(wèn)，隨著你逐步接近最終的數(shù)字孿生兄弟，每一步都將為你帶來(lái)新的好處。