數字孿生工業大數據可視化，開啟元宇宙新范式

    元宇宙可理解為一個平行于現實世界運行的人造虛擬空間，連接虛擬與現實其中有真實的設計和經濟環境，是一個能將所有人關聯起來的3D虛擬世界，用戶在元宇宙中擁有自己的虛擬身份和數字資產，可以在虛擬世界里盡情互動，從事生產經營活動并創造價值。功能上，元宇宙是一個承載虛擬活動的平臺，用戶能進行社交、娛樂、創作、展示、教育、交易等社會性、精神性活動。元宇宙為用戶提供豐富的消費內容、公平的創作平臺、可靠的經濟系統、沉浸式的交互體驗。元宇宙能寄托情感，讓用戶有心理上的歸屬感，用戶可在元宇宙體驗不同的內容，結交數字世界的好友，創造自己的作品，進行交易、教育、開會等社會活動。

    01、數字孿生與元宇宙的關系

    數字孿生與元宇宙對偶，是元宇宙在生產制造領域的映射，可視為“工業元宇宙”。通過實時IOT數據在數字孿生模型中推動工業全業務流程閉環優化，并持續通過數據修正和完善物理模型。技術層面，在工業自動化的基礎上，數字孿生在實時性、參與度和閉環性等方面提出了更高的要求，因此將會由許多獨立工具、平臺、基礎設施、協議等來支持其運行。隨著工業互聯網、邊緣計算、5G、云計算等技術成熟度提升，數字孿生有望逐步從概念走向現實數字孿生的本質是設備可識別標識、工程人員知識經驗及管理層關鍵決策在系統流程中的閉環傳遞，最終實現高水平的智能化轉型。

02、數字孿生的架構

    數字孿生基于建模工具在數字空間構建的精準物理模型，運用多種數字化技術集成應用，并利用實時物聯網數據驅動模型運轉，進而提升企業的綜合決策能力，推動制造業全業務流程閉環優化。

    連接層具備采集感知和反饋控制功能，是數字孿生賦能制造業的關鍵環節；映射層具備信息互通、模型互通和數據集市功能，基于信息模型構建和融合實現工業通信優化，打通數據孤島；決策層以低成本的方式將指令反饋至物理實體，實現閉環控制。

03、數字孿生發展趨勢

    數字孿生深度、數字孿生維度和數字孿生顆粒度是數字孿生發展的三大方向。數字孿生深度指虛擬空間和物理對象同步映射的時間長度，可劃分為設計一體化、制造一體化、全生命周期優化。數字孿生維度反映了孿生對象的復雜程度，是指個體孿生對象在通過組合形成系統孿生對象過程中，所占用實際物理空間的大小，隨維度不斷拓寬分為設備孿生、產線孿生、車間孿生、工廠孿生、城市孿生。數字孿生顆粒度指虛擬空間映射真實物理實體的特征及原理的準確程度，隨精細度提升可劃分為描述級、分析級、決策級執行級。

    數字孿生未來將向更精準數字化映射的方向發展，對物理實體進行映射時包含其名稱、外觀、工況、原理等不同組成部分，而每一部分亦可通過數字孿生技術在虛擬空間進行重構。

    多品種小批量離散制造業生產品種多、批量小，其產品經濟價值高、研發周期長，且設計仿真工具應用普及率高。多品種小批量離散制造業數字孿生應用集中于產品工藝、設備運維和工廠管理方面，且閉環優化的成熟度高于其他類型制造業組織多個供應商協同開展設計可提升產品整機設計效率，為保證設計與制造的一致性，關鍵在于在研發初期定義產品工藝標準，為全面構建復雜系統研發奠定基礎；單一學科的仿真工具不能滿足多品種小批量離散制造業復雜產品的研發要求基于多學科聯合仿真可打破差異化研發工具接口和標準研發模型的壁壘，構建多學科耦合的復雜系統；數字孿生研發階段的各類模型與物聯網實時數據及AI分析相結合，實現可靠的設備運維。