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数字孪生|在行业应用中的冷思考(三)

1年前 (2023-03-06)行业资讯
数字孪生(digital twin)这个词之所以能够走红,很大程度上得益于这个词本身的传播特性,它形象,上口,通俗易懂,即使行外人也能从字面上明白个大概,而且还能引发无限的想象对于科普或商业推广,确实是个好词。但作为一个学术术语,它却缺乏应有的严谨性,至少到目前为止仍然如此。当前有两种倾向值得关注,一是在概念上把数字孪生的内涵不断放大,赋予越来越多的内容,致使与其他概念交叉甚至重叠;二是在应用上将传统技术应用贴上数字孪生的标签。这两种倾向对数字孪生技术的发展都没有好处。



正如前面说讲,数字孪生背后是建模和仿真技术。数字孪生最诱人的地方,是数字模型和物联网的结合,而这种结合的最终目的是为了将模型打磨得更加接近真实系统。物联网技术为建模提供了一种新的强有力的手段,而且在对复杂系统机理缺乏足够认识的情况下,还可基于所采集的数据利用人工智能技术对系统进行建模。这是对建模技术的发展和补充。而基于模型的分析、预测、训练等活动,本来就是仿真要做的事。所以数字孪生本质上是新一代信息技术在建模和仿真中的应用。


经过半个多世纪的发展,建模和仿真已经形成了一个相当完善和系统的技术体系。事实上,在仿真领域,利用动态实时数据进行建模和仿真的方法和技术已经研究多年,如动态数据驱动的仿真(Dynamic Data Driven Simulations, DDDS),嵌入式仿真,硬件在回路的仿真等。当然,数字孪生作为仿真技术的重要内容,通过与新一代信息技术的融合,将进一步促进建模和仿真技术的发展。

另外,建模和仿真技术体系中很多可以直接用于数字孪生的研究和应用,包括理论、方法、标准、工具和平台,而没有必要在数字孪生的名义下重复开发。这也是NASA虽然提出2027年实现Digital Twin的目标,但后续并没有就Digital Twin本身再建立新的技术体系的原因。因为所需要的技术、标准、工具和平台等,在其建模和仿真技术体系里大多都已经存在了。换个标签,再搞一套类似的东西,既浪费资源,又浪费时间。


数字孪生的火爆,名字起的好固然很重要,但更重要的还是得益于西门子、GE等行业大鳄们的推波助澜。清醒的业内人士都清楚,数字孪生相关的核心技术大多掌握在外国人手中,如传感技术、CAD技术、CAE技术、PLM技术、VR/AR技术等。西门子, Predix, 达索、PTC, SAP, Ansys等企业之所以大肆渲染数字孪生的迷人前景和应用价值,是因为他们确实掌握着数字孪生所必须的核心技术,而伴随着数字孪生热度的提升,真正热卖的都是这些企业的产品。工业界对新概念的热衷,都有其自身的目的,行内人都心知肚明。


然而,上面提到的这些核心技术和产品恰恰是我国目前最缺乏的。但有意思的是,在国内,对数字孪生的研究却常常避重就轻,关注的多是些外围的、非核心的东西,而且对其概念的热情远远高于提出这一概念的美国以及其他工业发达国家。我们大多数时间热衷于概念的炒作,说的多、做的少,做虚事儿多,做实事儿少。其实尚且不知,我们一轮一轮的呐喊,都是在为他人助威。


对于严重缺乏核心技术支撑的我们,在热词不断涌现的今天,应该保持清醒的头脑。埋头研发卡脖子的关键技术才是硬道理。否则,我们既浪费了资源,又浪费了时间,最终失去的是发展的大好机遇和战略主动权。


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