关于数字孪生的定义很多。陶飞教授在自然杂志的评述中认为,数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径,可将物理实体和系统的属性、结构、状态、性能、功能和行为映射到虚拟世界,形成高保真的动态多维/多尺度/多物理量模型,为观察物理世界、认识物理世界、理解物理世界、控制物理世界、改造物理世界提供了一种有效手段。
数字孪生是世界范围内关注和研究的热点领域。数字孪生是工业基因,也是通用智能基础设施,这些先天属性使其有望成为21世纪最具颠覆性的创新领域之一。智能制造是一类典型的复杂系统,非常适宜采用数字孪生理论来观察和研究。产品是智能制造的核心,产品加工制造模式的改进和产品质量的提升关乎整个制造业转型升级的成败。当前,如何应用好数字孪生理论和技术,使之更好的服务于产品智能化生产成为关键问题。
数据是制造业提高核心能力、整合产业链的核心手段,也是实现从要素驱动向创新驱动转型的有力手段。数据所带来的核心价值在于可以真实地反映和描述生产制造过程,这也就为制造过程的分析和优化提供了全新的手段与方法。因此,数据驱动也可以说是实现智能制造的关键步骤。
当前数字孪生在国内非常热,各相关会议几乎都有数字孪生的交流和报道,导致存在数字孪生在中国关注多,而国际上关注少的感觉。本文试图从数字孪生研究现状定量方面来剖析,分析数字孪生的国际研究现状,以供国内同行和感兴趣的专家学者参考。如图所示,德国、美国和中国在数字孪生论文发表数量上,近 3 年均处于前三名。
随着中国智能制造的实施,电机行业逐步开展智能制造项目,但在项目实施过程中存在落地难、建设周期长、智能化程度不高等问题。介绍了数字孪生在电机智能车间建设中的应用前景,探讨了电机智能车间虚拟建模、孪生数据采集与实时驱动、增强现实(AR)孪生交互等仿真技术,并结合电机嵌线车间智能化建设阐述数字孪生在电机智能制造推进过程中的应用方法、流程和范围等。结果表明:数字孪生能有效缩减车间的调试周期和生产成本,提高电机智能车间项目的可靠性和可验证性。
智能生产管控是智能制造的核心表现形式。本文以智能制造CPS理念为牵引,通过对标实时状态感知、分析推理决策,以及闭环控制执行的智能生产管控需求特征和数字孪生技术内涵,建立了业务需求与技术融合的结合机制。结合科研项目实践,给出了制造服务化智能配置管理决策和自适应智能加工工艺决策的基于数字孪生的智能生产管控应用重点案例,并结合当前自动化产线建设热潮,给出了基于数字孪生的智能生产线运行模式发展趋势的判断。
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。
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。
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本工程建筑为办公生产大楼,由地上32层、地下3层组成;其中1-5层为裙楼、6-32层为塔楼。地下1-3层含停车场、人防、设备用房;地上部分:主楼一层含公共大厅;5为设备转换层,11、22层为避难层,33层设置机房;6-10层、12-21层、23-32层为办公生产用房。
随着能源互联网的发展,能源系统智能化特征越来越突出,能 源开发、生产、传输、存储、消费 全过程的智能化水平快速提升,所 涉及的设备和系统将数以亿计,在 规划和运行过程中将产生海量数据, 且结构复杂、种类繁多、因实时性 要求高而快速增长。这些数据贯穿 着能源互联网各个环节,蕴含着巨 大的价值。
技术开发的迭代推进和技术应用的规模化积累,在推进数字技术不断取得新突破的同时,也使数字技术变得更加成熟和可靠。数字技术的先进性、复杂性、集成性与数字化系统覆盖面更广、界面更直观、操作更简单同步发展。人们能够随时随地访问功能越来越强大的数字化系统。
本工程为单缆无源系统,将为大楼提供全面无线通信信号覆盖,所设计的室内覆盖系统是为智能化大楼室内移动通讯信号覆盖的需要而提出的
针对某±500 kV同塔双回直流输电线路,在“一回停运、一回运行”工况下进行停运线路地线融冰时,感应电压过大导致融冰装置故障、自动接线装置和避雷器击穿受损情况,研究建立了静电耦合和空间离子流效应综合作用的停运线路过电压计算模型。按6种工况计算分析了带电运行回路导线不同起晕电压时在停运线路上感应的过电压水平,同时综合考虑过电压抑制水平和线路能量,提出了加装5 kΩ接地高阻的过电压抑制措施,可实现将超过100 kV感应电压抑制到20 kV以下,并经实际线路融冰操作,验证了其有效性。
针对三电平间接矩阵变换器-永磁同步电机系统(three-level indirect matrix converter-permanent magnet synchronous motor, TLIMC-PMSM)存在的模型预测控制(model predictive control, MPC)开关频率不固定以及传统调制型模型预测控制(modulation model predictive control, MMPC)计算负荷过重等问题,提出了改进型MMPC方法,旨在提高系统的控制性能和效率。首先,详细介绍了TLIMC-PMSM系统的拓扑结构和原理。其次,指出了基于MPC和传统MMPC的控制系统存在的问题;然后,提出了简化了逆变级扇区选择方法,采用输出电压预测改进型MMPC方法,并修改了逆变级价值函数。最后,在MATLAB/Simulink软件平台上实验验明了基于改进型MMPC的TLIMC-PMSM系统相较于传统的两种控制方法,具有更为优异的控制性能。
本白皮书对通感一体架构的技术背景、架构设计原则、架构详细设计、关键技术和典型感知流程进行了系统性的阐释,希望与业界伙伴一道,以架构为牵引,逐步确立通感一体架构的发展形态、技术走向和产业基础,锻造信息通信网络长板。
保险行业数字化转型经历了从传统烟囱式架构到数字化、数据化、智能化和生态化的演进过程。其中,数据中台作为核心基础设施,在数据采集、治理、分析和应用等方面发挥着重要作用,推动着保险业务的智能化升级。
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