需要快速学习的公司 ( 如自动驾驶汽车制造商 ) 严重依赖模拟。数字孪生使公司能够模拟他们的车间或整个业务,以识别优化机会。因此,模拟是必不可少的,但对真实世界的模拟是昂贵的。
如今,从产品开发到运营性能改进,企业在许多方面都在使用数字孪生。尽管数字孪生市场相对较小 (2019 年,全球市场仅为 40 亿美元 ) ,但预计到 2025 年将以 38% 的年复合增长率增长至 360 亿美元。数字化和物联网应用的增加使企业更容易构建精确的数字孪生模拟,并推动技术的采用。
什么是数字孪生?数字孪生是物理实体 ( 如设备、人员、流程或系统 ) 的虚拟 / 数字副本,可以帮助企业做出模型驱动的决策。数字孪生的目的是建立并运行成本效益合理的模拟。在没有数字孪生的情况下,模拟成本很高,这就是为什么数据科学家和 IT 专业人员使用数据开发模型以在数字空间中模拟现实世界资产。
数字孪生利用物联网传感器、日志文件和其他相关信息来收集实时数据,以便对资产进行精确建模。然后,这些模型在虚拟环境与人工智能分析工具相结合。
电机的数字孪生模拟根据 Gartner 的物联网实施调查,实施物联网的组织已经使用数字孪生 (13%) 或计划在一年内使用 (62%) 。
数字孪生可以显著改善企业数据驱动的决策过程。它们与现实世界的等价物联系一起,企业使用数字孪生来了解物理资产的状态,对变化作出响应,改善运营,并为系统增加价值。
航空发动机的数字孪生模拟这些数字资产甚至可以在实体资产构建之前创建。不管什么时候创建,创建虚拟双胞胎的过程都有基本步骤 :
研究将要被模仿的物理对象或系统;
将传感器集成到物理资产、监视日志文件和其他来源以收集数据;
通过人工智能算法将所有收集到的信息都集成到虚拟模型中;
通过对这些模型分析,数据科学家和工程师获得有关物理资产的相关见解。
数字孪生普遍使用在制造业,并提供以下好处 :
通过预见性维护降低维护成本: 数字孪生使企业能够了解潜在的故障来源,从而使企业最小化非增值的维护活动。
提高生产力: Gartner公司预测,通过数字孪生,工业公司的效率将提高10%。这是由于预测性维护减少了停机时间,并通过运营优化提高了性能。
更快的生产时间: IDC称,通过投资于数字孪生技术,企业可以使包含生产线在内的关键流程的周期时间提高30%。这得益于数字孪生带来的优化。
投产前的测试: 企业可以使用数字孪生来了解即将投产的产品的可行性。
提高客户满意度: 客户会毫不拖延地收到更高质量的产品,而所有这些都会让他们更开心。
数字孪生的一个新兴领域是创建整个企业的数字孪生,称为 组织的数字孪生 (DTO,D igital Twin of an Organization ) 。这样做的好处包括 :
改进的业务结果数字孪生可以通过模拟使企业对冲击更有弹性,这可以转化为更持久的客户关系和盈利能力。
提高客户满意度 : 通过获得对服务、潜在的中断和客户需求的更深入的了解,企业可以提供更好的、更一致的服务,最终增强客户体验。
人工智能和数字孪生之间是一种双方都对彼此做出贡献的互惠关系。
数字孪生可以帮助企业生成模拟数据,用于训练人工智能模型。人工智能也可以从数字孪生中受益,因为数字孪生实际上可以为机器学习测试场景创建一个环境。根据虚拟环境数据的效用得分,科学家和工程师可以部署人工智能解决方案。
数字孪生可以从人工智能中受益。人工智能和机器学习算法使企业既能构建一些数字孪生,也能处理从数字孪生收集到的大量数据。例如,通过利用数字孪生的 AI 能力,工程师可以通过快速评估许多可能的设计方案来加快设计过程。
从物理产品、系统或过程中聚合数据的能力为许多新的应用场景开辟了道路。通过数据的聚合,数字孪生使企业能够针对不同的行业和应用进行模拟、诊断、预测和设计。
数字双胞胎应用最多的行业是 制造业和供应链 。