学习笔记—工业数字孪生系统的概念、系统结构与运行模式

本文对李浩,王昊琪,刘根,等.工业数字孪生系统的概念、系统结构与运行模式[J].计算机集成制造系统,2021,27(12):3373-3390提及的方案和关键技术进行再梳理，供参考学习。

一．概述

该文主要提出了工业数字孪生系统（iDTS）的概念，总结iDTS的典型特点，提出了一个四阶段的iDTS成熟度模型，并结合具体工业应用场景，分析了四种iDTS的运行模式。

二．学习思维导图

三．亮点节选

1.文

DT是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的功能。DT的虚拟模型不仅能对物理实体实际行为进行多维度的刻画，也能达到虚实共生，实现对物理对象的监控、仿真、预测、优化等功能服务和应用需求。

iDTS是面向工业产品的需求分析、方案设计、生产制造和运行维护等全生命周期，运用数字孪生技术建立全要素、全流程、全业务的数字孪生体，通过物理对象与数字孪生体的双向映射与实时交互，实现工业产品的优化设计、产线规划仿真、制造过程优化和服务运行调控等功能的软硬件一体化系统。iDTS除了具备精准映射、虚实交互、智能反馈和优化迭代等主要特点外，还具有以人为中心、“人-机-环境”相互融合、系统高保真度和孪生模型复杂性等典型特点。

2.图

图1 数字孪生发展的三个阶段

                    图2 DT应用领域及应用场景

                    图3  数字孪生系统的构成

 图4  iDTS的系统功能结构

                   图6  基于“云-端”模式的iDTS运行架构

                图7 基于“云-边-端”模式的iDTS运行架构

    3.表

                   表1  典型数字孪生系统特点的对比

                  表2  不同iDTS运行模式的特点分析