山东大学：工业设备数字孪生白皮书（136页）.pdf

1、21世纪初 p 美国密歇根六字的Michael Grieves教搜提出了一种称为 “ PLM概念理想” 用于实现产品生命周期管理的概念模型2 并随后在他的文章中定义为 “信息镜像模型” 。这个慨念虽然没葡称作数字孪生p 但是它具备了数字孪宝的组成和功能，为数字孪盒的提出打开了思想的闸门。同年p 迈凯伦车队将数字孪莹的相关技术应用于Fl。随着人们对观念认识的不断进步和发展，2009美国空军实验室提出了 “机身数字孪生飞直至2010年3 “ Digital Twin， 在NASA的朱来飞行器数字孪韭范例技术报告中被正式提出，并定义为 “集成了多物理墨、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程” 。20

2、11年，美国空军将数字孪生技术应用到飞行器的健康琶理。并于2012年，美国国家标准与技术研究院提出了基于模型的定义和基于模型的企业的概念p i要概念将数字孪莹的内涵扩展到整个产品的制造过程p !W要创建企业和产品的数字模型3 数字模嚣的仿真分析要贯穿整个产品的生命周期。同年 美国国家航空航天局与美国空军联合发表了关于数字孪生的技术论文p 开启了数字孪笠技术在航空航天领域的应用探索p 数字孪笠技术开始引起研究人员和工程人员的广泛关注。近年来，数字孪笠技术在工业界应用不断深入3 真中GE将数字孪笠技术应用于风电与发动机，西门子、Ansys、这素等著名工业企业也将数字孪生的应用领域逐步扩展。当前，在

3、制造业数字化、网络化、智能化发展的大趋势下，数字孪生技术被Gatner选为20四年十六战略技术趋势之-，数字孪生技术逐步从萌芽起步期逐渐走向发展期，正在从数字化产品的角度推动着社会变革。Gartner预计三封之 二已经实施物联网的公司，到2022年将至少部署一个数字孪生项目。物理实体的机理模型是数字孪生系统的骨架。近年来，不同领域混合的多层 次精准建模方法为数字孪生技术对物理世界真实描述提供了便能技术。首先，其综合复杂物理实体涉及的针对诸如机械、电气、液压、控制及具体行业恃证进行综合建模的能力，为数字孪生系统对物理实体的有机综合分析提供了高可用技术;真次p 物理实体机理模型的多层次表述能力p 可使得模型在不同空间粒度上对实体进行客观真实表述;再次3 参数化建模方法为数字孪笠实体机理模型对物理实体在时间维度上变化的映射p 吕D模型的动态更新能力，提供了有效手段。数字孪生系统对工程应用的重要意义在于真智能分析和自主决策能力。人工智能技术的发展，可通过相传统的建模仿真分析技术结合，苟效赋能数字孪生系统，使得数字孪生系统可针对过去、现在的状况进行综合智能分析，并进行自主决策p 对物理世界的变化进行准确判断和决策，对物理世界的活动进行智能化支撑。