数字孪生是充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成全要素映射,从而反映相对应的物理世界的实际产品、装备、建筑等全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的数字映射系统。数字孪生是指现实世界实体或系统的一种数字化表现。
方案中包括产品设计数字孪生、产品制造数字孪生、产品运维数字孪生。
1、设计数字孪生:构建全三维产品数字模型,包含三维设计模型、产品制造信息、关联属性等,可使用数字化产品模型,对其进行各种仿真测试和验证。
2、产品制造数字孪生:实现基于三维产品模型的工艺设计,形成基于数字模型的产品制造工艺规程,实现产品制造信息的采集和全要素重建,制造工艺和生产线的模拟仿真,以及对生产过程的实时监控。
3、实现产品上市后的维修、保养、升级和改造。记录产品的报废/回收数据,包括产品报废/回收原因、产品报废/回收时间、产品实际寿命等,为下一代产品的设计改进和创新提供数据。
二、方案优势
数字孪生是一种高科技技术,简单点说这就是通过数字化的手段来构建一个数字世界一样的物理实体,以此来实现对实体的了解、分析和优化。现在数字孪生已经被广泛应用于产品设计和制作中数字孪生就是通过各种数字化手段,包括物联网,虚拟现实、仿真工具等,通过这些手段来把现实的东西映射到虚拟的空间中,这样可以加快人们对物理实体的了解。有些工艺手段在真正的物理实体上是没办法操作的,但是用虚拟的物理实体就能够做到可在本体与孪生体之间建立全面的实时或准实时连接,使得数据流双向流通;本方案中主要是针对国家制造业人才的缺口制定专业的方案,保证专业对口,从而提升学习者的就业率。
三、应用场景
我们在教学中数字孪生多数运用在理科专业,例如机械设计制造及其自动化、电气工程与自动化,以及医学类、汽车类等多个技术性专业,学生可以通过数字孪生衍射的虚拟的场景来进行学习和不断的创新;在制造业、能源、交通、建筑等领域,数字孪生技术已被广泛地应用于生产制造、智慧城市等各个领域。