新知:數(shù)字孿生技術(shù)前景廣闊
【現(xiàn)象】不久前的長三角一體化論壇上,工信部相關(guān)負(fù)責(zé)人提出,要面向重點(diǎn)行業(yè)產(chǎn)品全生命周期打造數(shù)字孿生系統(tǒng),從而讓人們再次把目光聚集到數(shù)字孿生這一新生事物上。這一概念的提出,最初是為了解決航空航天飛行器的健康維護(hù)與保障問題,通過為每架飛機(jī)建立一個“數(shù)字鏡像”,使得飛機(jī)的真實(shí)狀態(tài)能通過傳感器與數(shù)字傳輸實(shí)現(xiàn)完全同步,從而及時分析評估飛機(jī)是否要維修、能否承受下次任務(wù)載荷等。如今,數(shù)字孿生技術(shù)被認(rèn)為可以更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
【點(diǎn)評】數(shù)字孿生,按字面意思,就是為真實(shí)的物理世界搭建一個高度鏡像化的數(shù)字世界。一臺機(jī)器設(shè)備狀況如何,可以通過數(shù)字世界清晰感知,就像照鏡子一樣。對于制造業(yè)而言,這意味著設(shè)備維護(hù)的透明性大大增加,“全生命周期管理”將變得可能。
2019年,數(shù)字孿生技術(shù)廣受關(guān)注,也是由新聞事件推動的。2018年底到2019年初,波音737 MAX 8型飛機(jī)接連出現(xiàn)兩次墜毀事故,引發(fā)了人們對數(shù)字孿生技術(shù)的關(guān)注:如果能為物理世界找到一個數(shù)字映射,能讓飛機(jī)故障被及時察覺,甚至被預(yù)測到,讓維修變得更精準(zhǔn),將有效避免事故的發(fā)生。
2013年,一些國家就將數(shù)字線索和數(shù)字孿生視為“改變游戲規(guī)則”的重大機(jī)遇。有的跨國公司則將其作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個重要概念,力圖通過大數(shù)據(jù)分析,完整透視物理世界機(jī)器實(shí)際運(yùn)行的情況。還有的公司將數(shù)字孿生視為“智能互聯(lián)產(chǎn)品”的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),期待智能產(chǎn)品的每一個動作,都會返回到設(shè)計師的電腦,實(shí)現(xiàn)實(shí)時的反饋與優(yōu)化。
嚴(yán)格地說,數(shù)字孿生的成立與成熟,有賴大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等一系列技術(shù)的集成。以一架運(yùn)行中的飛機(jī)為例,要實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生,不僅要獲得這架飛機(jī)的歷史數(shù)據(jù),也要通過大量傳感器獲得實(shí)時數(shù)據(jù)。這對于數(shù)據(jù)的收集、整合,以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷继岢隽颂魬?zhàn),是一項(xiàng)龐大且成本高昂的系統(tǒng)工程。
雖然目前還只能在有限場景中應(yīng)用,但人們相信,數(shù)字孿生技術(shù)前景廣闊。隨著技術(shù)不斷演進(jìn),精密機(jī)械的增加,數(shù)字孿生發(fā)揮重要價值的應(yīng)用場景會相應(yīng)增加,其性價比也將不斷提高。比如,在技術(shù)設(shè)計和測試時,數(shù)字孿生可以讓很多由于物理?xiàng)l件限制、依賴于真實(shí)的物理實(shí)體而無法完成的操作變成可能;再比如,當(dāng)數(shù)字孿生技術(shù)能應(yīng)用于造價不菲的航天器、核電站時,這些設(shè)施的壽命與安全都將得到進(jìn)一步提升。
人類對于一個更精確的世界,從未停止過追求。從幾百年前人工繪制的世界地圖,到如今完全數(shù)字化的地球儀,人類對世界精度的呈現(xiàn)早已不可同日而語。而從平面到立體再到實(shí)時,這一精度還在不斷拓展。或許在不久的將來,人類能將整個物理世界發(fā)生的一切,呈現(xiàn)在數(shù)字空間中。對此,我們不妨保持更加開放的態(tài)度。
《 人民日報 》( 2019年12月09日 05 版)