北京什么雀斑医院好 http://m.360xh.com/xinwen/kjzh/66642.html1数字孪生技术概述作为一种快速发展的新兴技术,学术界针对数字孪生的建模、数据采集、传输与处理、数据驱动与模型融合控制、安全性等方面开展了广泛的研究.1.1数字孪生的定义及内涵数字孪生(Digitaltwin,DT)是一种实现物理系统向信息空间数字化模型映射的关键技术,它通过充分利用布置在系统各部分的传感器,对物理实体进行数据分析与建模,形成多学科、多物理量、多时间尺度、多概率的仿真过程[79],将物理系统在不同真实场景中的全生命周期过程反映出来.借助于各种高性能传感器和高速通信,数字孪生可以通过集成多维物理实体的数据,辅以数据分析和仿真模拟[10],近乎实时地呈现物理实体的实际情况,并通过虚实交互接口对物理实体进行控制.数字孪生的基本概念模型如图1所示,它主要由三部分组成[3]:1)物理空间的物理实体;2)虚拟空间的虚拟实体;3)虚实之间的连接数据和信息.就数字孪生的概念而言,目前仍没有被普遍接受的统一定义.数字孪生在发展过程中随着认知深化,主要经历了三个阶段[11]:1)数字样机阶段,数字样机是数字孪生的最初形态,是对机械产品整机或者具有独立功能的子系统的数字化描述;2)狭义数字孪生阶段,由Grieves教授提出,其定义对象就是产品及产品全生命周期的数字化表征;3)广义数字孪生阶段,在定义对象方面广义数字孪生将涉及范围进行了大规模延伸,从产品扩展到产品之外的更广泛领域.世界著名咨询公司Gartner连续三年将数字孪生列为十大技术趋势之一[12],其对数字孪生描述为:数字孪生是现实世界实体或系统的数字化表现.因此,数字孪生成为任何信息系统或数字化系统的总称.1.2数字孪生的研究现状1.2.1模型与建模方法数字孪生建模的首要步骤是创建高保真的虚拟模型,真实地再现物理实体的几何图形、属性、行为和规则等[13].这些模型不仅要在几何结构上与物理实体保持一致,而且要能够模拟物理实体的时空状态、行为、功能等[].由于数字孪生包含多种多样的子系统,传统的建模方法可能无法精确地对整个数字孪生系统进行描述,同时,对于整体数字孪生系统的建模,还没有一致的结论.当前,数字孪生建模通常基于仿真技术,包括离散事件仿真、基于有限元的模拟等[8],通常基于通用编程语言、仿真语言或专用仿真软件编写相应的模型[16].但是,仿真对于实际系统运行过程仅具有指导作用,因此,数字孪生建模的主要思想是以数据补充和完善仿真模型,实现对物理实体的实时、高置信度仿真预测.例如,文献[18]提出一种基于仿真数据库的微内核数字孪生平台架构,通过仿真数据库对实时传感器数据的主动管理,为仿真模型的修正和更逼真的现实映射提供支持;文献[17]提出一种自动模型生成和在线仿真的数字孪生建模方法,首先,选择静态仿真模型作为初始模型,接着,基于数据匹配方法由静态模型自动生成动态仿真模型,并结合多种模型提升仿真准确度,最终,通过实时数据反馈实现在线仿真.当前,多数仿真建模方法都存在灵活性差、配置复杂而易出错等[]缺陷,要实现高置信度的数字孪生模型,还需要在高保真建模仿真技术上取得进一步发展.基于以上方法,已经产生了一些数字孪生模型,按照其模式可以分为通用模型和专用模型,其中,专用模型是当前研究的热点.数字孪生模型的研究内容主要涉及概念模型和模型实现方法,其中,概念模型从宏观角度描述数字孪生系统的架构,具有一定的普适性;而模型实现方法研究主要涉及建模语言和模型开发工具等[24],