數(shù)字孿生是什么意思

2002年12月3日，密歇根大學Michael Grieves教授在PLM中心啟動會上，首次明確提出數(shù)字孿生這一概念，他稱之為“PLM的一個理想化概念”，他認為通過物理設備的數(shù)據(jù)，可以在虛擬（信息）空間構建一個表征該物理設備的虛擬實體和子系統(tǒng)，并且這種聯(lián)系不是單向和靜態(tài)的，而是在整個產品的生命周期中都聯(lián)系在一起。

數(shù)字孿生又稱“數(shù)字雙胞胎”，是將工業(yè)產品、制造系統(tǒng)、城市等復雜物理系統(tǒng)的結構、狀態(tài)、行為、功能和性能映射到數(shù)字化的虛擬世界，通過實時傳感、連接映射、精確分析和沉浸交互來刻畫、預測和控制物理系統(tǒng)，實現(xiàn)復雜系統(tǒng)虛實融合，使系統(tǒng)全要素、全過程、全價值鏈達到最大限度的閉環(huán)優(yōu)化。

數(shù)字孿生技術幫助企業(yè)在實際投入生產之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程，最終實現(xiàn)高效的柔性生產，快速創(chuàng)新及上市，鍛造企業(yè)持久競爭力。

數(shù)字孿生技術是制造企業(yè)邁向工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標的關鍵技術，通過掌握產品信息及其生命周期過程的數(shù)字思路將所有階段（產品創(chuàng)意、設計、制造規(guī)劃、生產和使用）銜接起來，并連接到可以理解這些信息并對其做出反應的生產智能設備。數(shù)字孿生基于物理實體的基本狀態(tài)，以動態(tài)實時的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實的分析，用于物理實體的監(jiān)測、預測和優(yōu)化。另外，數(shù)字孿生作為邊緣側技術，可以有效連接設備層和網絡層，成為工業(yè)互聯(lián)網平臺的知識萃取工具，不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網平臺中，不同成熟度的數(shù)字孿生體，將不同顆粒度的工業(yè)知識重新組裝，通過工業(yè)APP進行調用。因此，工業(yè)互聯(lián)網平臺是數(shù)字孿生的孵化床，數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網平臺的重要場景。

數(shù)字孿生的基礎是什么？

數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生最核心的要素，它源于物理實體、虛擬模型、服務系統(tǒng)，同時在融合處理后又融入到各部分中，推動了各部分的運轉。因此，數(shù)據(jù)的采集是數(shù)字孿生的基礎。各個設備廠家在開發(fā)過程中，為了更好地適應不同用途場景的復雜環(huán)境，體現(xiàn)出設備的特點，不同的廠家使用了不同的現(xiàn)場總線，不同的設備之間又需要不同的設備通訊協(xié)議來可靠地傳輸數(shù)據(jù)。目前市場上至少有幾千種以上的設備通信協(xié)議，如modbus、HART、ASI、PPI、TCP/IP、NetBEUI、MPI以及工業(yè)以太網等，種類繁多的協(xié)議所產生的數(shù)據(jù)格式完全不同。硬件設備的端口類型也是五花八門，給設備互通帶來很大難度，形成信息孤島。

要實現(xiàn)從控制系統(tǒng)中讀取設備數(shù)據(jù)就需要經過數(shù)據(jù)格式解析、數(shù)據(jù)結構重新定義、數(shù)據(jù)邏輯重新定義等，對原生數(shù)據(jù)進行清洗，進而從出眾多數(shù)據(jù)中提取關鍵、有效的部分并進行輸出。

物通博聯(lián)自主研發(fā)生產的WG系列工業(yè)智能網關，支持5G、4G、WIFI、有線以太網等接入方式接口豐富，適配各種場景，具有強大的數(shù)據(jù)采集能力，支持眾多協(xié)議、快速采集算法，同時采集多種設備；數(shù)據(jù)采集后還會進行數(shù)據(jù)過濾、報警、跳變、公式、本地編程等邊緣計算，將數(shù)據(jù)標準化后支持MQTT協(xié)議接入各種平臺和工業(yè)軟件，內嵌看門狗、看護程序、工業(yè)級設計，實現(xiàn)無人值守，安全可靠。同時支持開放式通信標準和API自定義協(xié)議接入，可確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r，實現(xiàn)邊緣數(shù)據(jù)采集的高速、高可靠和高適應性，為后續(xù)數(shù)字孿生系統(tǒng)運行提供重要的基礎。