2002年12月3日,密歇根大學(xué)Michael Grieves教授在PLM中心啟動(dòng)會(huì)上,首次明確提出數(shù)字孿生這一概念,他稱之為“PLM的一個(gè)理想化概念”,他認(rèn)為通過物理設(shè)備的數(shù)據(jù)可以在虛擬(信息)空間構(gòu)建一個(gè)表征該物理設(shè)備的虛擬實(shí)體和子系統(tǒng),并且這種聯(lián)系不是單向和靜態(tài)的,而是在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期中都聯(lián)系在一起。
數(shù)字孿生又稱“數(shù)字雙胞胎”,是將工業(yè)產(chǎn)品、制造系統(tǒng)、城市等復(fù)雜物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、行為、功能和性能映射到數(shù)字化的虛擬世界,通過實(shí)時(shí)傳感、連接映射、精確分析和沉浸交互來刻畫、預(yù)測和控制物理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)虛實(shí)融合,使系統(tǒng)全要素、全過程、全價(jià)值鏈達(dá)到最大限度的閉環(huán)優(yōu)化。
數(shù)字孿生技術(shù)幫助企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試,在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程,最終實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn),快速創(chuàng)新及上市,鍛造企業(yè)持久競爭力。
數(shù)字孿生技術(shù)是制造企業(yè)邁向工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù),通過掌握產(chǎn)品信息及其生命周期過程的數(shù)字思路將所有階段(產(chǎn)品創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、制造規(guī)劃、生產(chǎn)和使用)銜接起來,并連接到可以理解這些信息并對(duì)其做出反應(yīng)的生產(chǎn)智能設(shè)備。數(shù)字孿生基于物理實(shí)體的基本狀態(tài),以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的方式將建立的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫實(shí)的分析,用于物理實(shí)體的監(jiān)測、預(yù)測和優(yōu)化。另外,數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術(shù),可以有效連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層,成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的知識(shí)萃取工具,不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識(shí)傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中,不同成熟度的數(shù)字孿生體,將不同顆粒度的工業(yè)知識(shí)重新組裝,通過工業(yè)APP進(jìn)行調(diào)用。因此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是數(shù)字孿生的孵化床,數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的重要場景。