云计算与边缘计算为数字孪生提供了强大的计算和存储支持,以及实时交互能力。云计算可以实现大规模的数据存储和计算,满足数字孪生对数据处理和分析的需求。边缘计算则可以在靠近物理实体的地方进行数据处理和分析,减少数据传输延迟,提高数字孪生的实时性。例如在智能交通中,边缘计算可以实时处理交通摄像头采集到的图像数据,进行车辆识别、流量统计等,为交通管理提供及时的决策支持。
数字孪生可以优化生产线,减少设备停机时间。例如宝马集团用数字孪生优化生产线,将设备停机时间减少 50%。富士康 “黑灯工厂” 通过虚拟调试缩短 60% 设备部署周期。数字孪生还可以实现数字线程,打通设计 - 生产 - 运维全流程,并且结合 AR 实现远程设备维护,如 PTC 的 Vuforia 平台。 企业级数字孪生解决方案的价格可能从几万元到数百万元不等。上海数字孪生能源

通俗定义:数字孪生是一个现实物体在虚拟空间的“镜像模型”。它将真实世界中的对象或系统,复制到计算机里,形成一个可以实时交互、动态更新的“数字分身”。生活中的例子:假设你有一辆汽车,数字孪生就是这辆车在电脑里的虚拟版本,它可以同步显示汽车的位置、油耗、轮胎压力等信息;飞机制造中,工程师会为每一架飞机建一个“数字孪生模型”,提前模拟飞行过程、预测零件老化,从而避免事故;智慧城市中,城市的道路、建筑、水电系统都会在虚拟空间里有一套“数字副本”,方便调度、应急管理。上海云计算数字孪生工业领域的数字孪生价格通常高于消费级应用。

近年来,随着国家数字化战略的深入实施,数字孪生技术在智慧城市、智慧物流、智慧水利等众多领域得到了广泛应用。中国数字孪生解决方案市场规模增长迅猛,从2020年的41亿元增长至2024年的149亿元,期间的复合年增长率达到38.07%。预计到2025年,市场规模将进一步扩大至214亿元,且在2025-2029年期间有望保持34.15%的年均复合增长率,至2029年市场规模将达到693亿元。这一系列数据充分彰显了数字孪生技术市场的强大增长潜力和广阔的发展前景。
标准化是推动数字孪生技术发展和应用的重要基础。近年来,国内外在数字孪生标准化方面取得了一系列进展。以下是国内外数字孪生标准化的主要进展:国际标准化进展:ISO 标准:国际标准化组织(ISO)正在积极推动数字孪生国际标准的制定。ISO/TC 28/SC 41 负责数字孪生相关标准的制定工作,目前正在制定的标准包括 ISO/DTR 23247-100《自动化系统和集成 数字孪生框架 第 100 部分:制造》等65。IEC 标准:国际电工委员会(IEC)也在积极推动数字孪生相关标准的制定。IEC/SC 65A 负责工业过程测量、控制和自动化领域的数字孪生标准制定工作,目前正在制定的标准包括 IEC 62714《工业过程测量、控制和自动化 数字孪生》系列标准65。ITU 标准:国际电信联盟(ITU)也在积极推动数字孪生相关标准的制定。ITU-T Study Group 20 负责物联网、数字孪生和智能可持续城市及社区的标准制定工作,研究周期为 2025-2028 年64。IDTA 标准:工业数字孪生协会(IDTA)是一个致力于推动数字孪生标准化和互操作性的国际组织。该协会发布了一系列数字孪生标准和指南,如《资产行政外壳(AAS)标准》等,为数字孪生的标准化和互操作性提供了参考63。航空航天领域依托数字孪生技术,可大幅缩短飞行器研发周期并降低物理测试成本。

跨领域应用与协同发展:数字孪生技术将不断拓展其应用领域和范围。未来,数字孪生技术将不仅局限于制造业、智慧城市等领域,还将广泛应用于农业、环境监测、教育和培训等多个领域。同时,数字孪生技术将与相关领域的技术进行深度融合和协同发展,共同推动各行业的数字化转型和智能化升级。总之,数字孪生技术作为现实世界的“魔法复制镜”,以其独特的魅力和广泛的应用前景,正带领着各行业的数字化转型和智能化升级。未来,随着技术的不断进步和应用场景的日益丰富,数字孪生技术将在更多领域发挥重要作用,为人类社会的发展带来更多的可能性。全球数字孪生技术市场规模2023年已达122亿美元,年复合增长率33.7%。工业园区元宇宙数字孪生产品
轨道交通数字孪生标准工作组成立,推动行业规范化发展。上海数字孪生能源
组件孪生:组件孪生或零件孪生是整个系统中单个部分的数字表示。这些是资产运营的重要组成部分,例如风力涡轮机内的电机。资产孪生:在数字孪生术语中,资产是两个或两个以上的组件,它们作为更泉面的系统的一部分协同工作。资产孪生以虚拟方式表示组件如何交互并生成性能数据,您可以分析这些数据以做出明智的决策。系统孪生:资产孪生的更高级别抽象是系统孪生或单元孪生。系统孪生展示了不同资产作为更广系统的一部分如何协同工作。系统孪生技术提供的可视性使您能够就性能增强或效率做出决策。流程孪生:流程孪生向您展示整个对象的数字环境,并深入了解其各个组件、资产和单元如何协同工作。例如,数字化流程孪生可以以数字方式重现整个制造工厂的运行情况,将其中所有组件汇集在一起。上海数字孪生能源