16、数字孪生：概念、应用与未来趋势

数字孪生：概念、应用与未来趋势

1. 数字孪生架构与产品数字孪生模型特性

数字孪生架构是构建虚拟与现实之间联系的关键，而产品数字孪生模型具有多种独特特性。
- 特性列表
- 虚拟性 ：产品数字孪生模型是物理产品在信息空间的数字映射，属于虚拟空间，并非物理空间的实体。
- 唯一性 ：一个物理产品对应一个唯一的数字孪生模型。
- 多物理性 ：不仅要描述物理产品的几何特性（如形状、尺寸、公差），还要涵盖各种物理特性，像结构动力学模型、热力学模型、应力分析模型、疲劳损伤模型以及产品组成材料的属性（如刚度、强度、硬度和疲劳强度）。
- 多尺度性 ：既描述物理产品的宏观特性（如几何尺寸），也描述微观特性（如材料的微观结构、表面粗糙度）。
- 层次性 ：组成最终产品的不同组件、部件等都可以有相应的数字孪生模型。例如，飞机数字孪生模型包含机架、飞行控制系统、推进控制系统等数字孪生模型，有利于产品数据和模型的分层详细管理以及逐步实现产品数字孪生模型。
- 集成性 ：是多物理结构模型、几何模型和材料模型的多尺度、多层次集成模型，有助于产品结构和力学性能的快速模拟与分析。
- 动态性 ：在产品整个生命周期的各个阶段，通过与产品实体的持续交互不断变化和完善。例如，产品制造数据（如测试数据、进度数据）会反映在虚拟空间的数字孪生模型中，同时可基于该模型实现对产品制造状态