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关于数字孪生的冷思考及其背后的建模和仿真技术

近年来，数字孪生（DigitalTwin）一词迅速蹿红，成为一个炙手可热的概念。但随着工业界和学术界对数字孪生的不断解读，其含义却越发扑朔迷离，和其他一些相关概念的界限也越来越模糊。数字孪生到底是什么，能做什么，边界在哪里，它和建模仿真是什么关系等等问题令很多人困惑。本文尝试对其中的一些疑惑进行粗浅的分析。

  • 2022-04-07
  • 阅读184
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传感器技术是实现智能制造的基石

智能传感器基本结构如下图所示，一般包含传感单元、计算单元和接口单元。传感单元负责信号采集，计算单元根据设定对输入信号进行处理，再通过网络接口与其他装置进行通信。智能传感器的实现可以采用模块式（将传感器、信号调理电路和带总线接口的微处理器组合成一个整体）、集成式（采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术将敏感元件、信号调理电路、接口电路和微处理器等集成在同一块芯片上）或混合式（将传感器各环节以不同的组合方式集成在数块芯片上并封装在一个外壳中）等结构。

  • 2022-04-07
  • 阅读174
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数字孪生、赛博物理系统、智能制造、工业互联网四个术语之辨析

数字孪生概念被提出后，很快被美国国防部应用于航空航天飞行器的健康维护与保障。德国西门子、法国达索、美国通用电气、美国参数技术等公司也积极跟进，特别是近些年，随着智能制造等概念的推进，数字孪生已成为智能制造的通用技术，在军工制造、高端装备等很多行业得到广泛应用。

  • 2022-04-07
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数字孪生技术在美海军装备保障领域中的应用

数字孪生技术作为当前智能制造技术中的热点，正在给全球传统制造业带来巨大变化。在海军装备保障领域引入数字孪生技术，势必推动装备保障等领域的变革升级。目前数字孪生技术在武器装备预测性维护、武器装备智能管控、维修保障智能工厂等方面均有较好的应用前景。随着工业互联网、人工智能、大数据等技术与制造业的深入融合，数字孪生将更容易实现。近年来，美海军大力发展数字孪生技术，打造数字工程生态系统，将现有武器装备作战系统提升为基于模型、由数据驱动的集成化实践，极大提升武器系统的快速规划、敏捷设计、高效制造和精确保障，使美海军超越快速变化的威胁和技术进步，更快地向作战部队交付先进作战系统，同时更具经济可承受性和持续保障性，以支撑美国第三次“抵消战略”。

  • 2022-04-07
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基于数字双胞胎的智能制造系统的设计与应用

数字双胞胎是物理资产的虚拟镜像，借助传感器采集数据反映机器的实时工况、状态和位置，通过模型优化后，返回现实世界以提高机器性能。数字双胞胎也可用于监控、诊断和预测，数字模型借助物理对象的数据积累，分析机器的健康衰退程度，提出预测性维修方案。

  • 2022-04-07
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5G移动性增强关键技术及应用分析

3GPP在Rel-15版本中，NR移动性管理只引入了基本的切换功能，而NR切换0 ms中断时延是为UE提供无缝切换感受的性能需求之一，且在高频移动时UE可能会遇到快速的信号恶化，切换的可靠性也会降低，如何减少切换过程中的数据中断时间以及提高移动鲁棒性是R16一个重要研究方向。针对以上问题，R16移动性增强提出了两个关键技术—双活动协议栈和条件切换。详细阐述了两种关键的增强技术以及各网元之间的协作情况，研究了与传统切换流程的差异、UE侧的协议栈变化，分析了两种移动性增强技术的应用场景，给出了中信科移动预规划的应用方案，为移动性增强技术的研究和应用提供参考。

  • 2022-04-08
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某光伏企业精益生产水平评价指标体系

精益生产水平是企业实施精益生产活动的重要手段，也是企业后期实施精益生产的重要依据。通过精益生产水平评价原则分析，制定光伏组件精益生产水平指标评价体系及评价标准，解决了光伏组件精益生产评价标准及评价体系的不确定因素；针对评价体系及评价结果制定行之有效的精益活动，可提升光伏行业的精益制造水平。

  • 2022-04-08
  • 阅读167
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数字孪生长江建设关键技术与试点初探

作为推动数字化转型与数字经济快速发展的重要抓手，数字孪生技术已经在多个领域得到了广泛应用，有力推动了制造业、智慧城市建设等行业创新发展。然而，受限于水系统的随机性和复杂性，数字孪生技术在水利行业应用中发展相对缓慢，仅在防洪减灾方面得到一定应用，与全面感知和映射物理流域并实现流域全要素全过程预报、预警、预演、预案四预的智慧水利发展要求还有较大距离，主要体现在缺乏多源数据融合及应用技术、模型精度有待提升，以及欠缺及时映射物理世界改变的模型和系统迭代技术等，亟须系统开展数字孪生流域建设关键技术研究。深入探讨了流域数字孪生的概念与意义，梳理了现阶段流域数字孪生发展需求，以防洪应用为例，探索了数据底座建设、模型库建设、智能应用建设，以及敏捷响应配置平台技术等数字孪生流域建设关键技术，在此基础上，针对基于知识图谱的调度规则库建设技术，以及将应用拓展至水资源管理等长江流域管理现实需求，提出了长江流域三峡库区、汉江流域以及长江中下游行蓄洪空间试点数字孪生技术建设技术方案，为进一步完善和发展数字孪生流域技术提供借鉴。

  • 2022-04-07
  • 阅读195
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