Jumeaux numériques
Comment fonctionne le jumeau numérique
Un jumeau numérique est un modèle virtuel conçu pour refléter avec précision les objets physiques. Les sujets d'étude (par exemple, les éoliennes) seront équipés de divers capteurs liés à des aspects fonctionnels importants. Ces capteurs génèrent des données sur divers aspects des performances des objets physiques, tels que la production d'énergie, la température et les conditions météorologiques. Ces données sont ensuite transmises au système de traitement et appliquées à une copie numérique.
Une fois ces données disponibles, le modèle virtuel peut être utilisé pour effectuer des simulations, étudier les problèmes de performance et générer des améliorations possibles; Tout cela vise à obtenir des informations précieuses qui peuvent être ensuite appliquées à l’objet physique original.
Types de jumeaux numériques
Il existe de nombreux types de jumeaux numériques en fonction du degré d'amplification du produit. La plus grande différence entre ces jumeaux numériques réside dans le domaine d’application. Il est courant que différents types de jumeaux numériques existent simultanément dans le même système ou processus. Jetons un coup d’œil aux différents types de jumeaux numériques pour comprendre les différences entre eux et comment ils sont utilisés.
Composants jumeaux/Composants jumeaux
Les jumeaux de composants sont l'unité de base d'un jumeau numérique et constituent le plus petit exemple de composants fonctionnels. Les jumeaux de composants sont à peu près les mêmes, mais appartiennent à des composants légèrement moins importants.
Jumeau d'actifs
Lorsque deux ou plusieurs composants travaillent ensemble, ce qu'on appelle un actif se forme. Les jumeaux d'actifs vous permettent d'étudier les interactions de ces composants, de créer une grande quantité de données de performances traitables, puis de les traduire en informations réalisables.
Jumeau système ou jumeau unité
Une amplification supplémentaire comprend des jumeaux système ou des jumeaux unités, qui peuvent montrer comment différents actifs peuvent se réunir pour former un système fonctionnel complet. Avec le jumeau système, vous pouvez voir les interactions entre les actifs et obtenir des conseils sur l'optimisation des performances.
Jumeau de processus
Les jumeaux de processus (amplification au niveau macro) démontrent comment les systèmes travaillent ensemble pour construire l'ensemble de l'installation de production. Pour obtenir une efficacité maximale, ces systèmes fonctionnent-ils tous en synchronisation? Ou le retard d'un système affecte-t-il d'autres? Les jumeaux de processus peuvent aider à déterminer des scénarios précis de contrôle du temps qui affecteront en fin de compte l'efficacité globale.
Histoire de la technologie des jumeaux numériques
1991 Années,David Gelernter Publié par Miroir World(Mirror Worlds) Le concept de technologie jumelle numérique a été proposé pour la première fois en Chine. Cependant, oui Michael Grieves Ph.D. (enseigneur à l'Université du Michigan à l'époque) 2002 Le concept de jumeau numérique a été appliqué pour la première fois à l'industrie manufacturière en 2018 et le concept de logiciel jumeau numérique a été officiellement lancé. Finalement,2010 En 2008, la NASA (NASA) De la John Vickers Un nouveau terme, "jumeau numérique", a été introduit.
Mais en fait, plus tôt, l’idée fondamentale d’utiliser les jumeaux numériques pour étudier les objets physiques a été témoigné. En fait, on peut dire que le siècle dernier 60 âge,NASA C'est le premier à utiliser la technologie des jumeaux numériques dans la mission d'exploration spatiale. Chaque vaisseau spatial en vol a été copié avec précision d'une version terrestre pour NASA Équipage étudie et simule l'utilisation.
Avantages et avantages des jumeaux numériques
Promotion de la recherche et du développement
L'utilisation de jumeaux numériques permet de rechercher et de concevoir des produits de manière plus efficace, générez une grande quantité de données liées aux résultats potentiels de performance. Les informations tirées de ces informations peuvent aider les entreprises à apporter les améliorations nécessaires au produit avant de commencer à la production.
Plus efficace
Même après la mise en production de nouveaux produits, les jumeaux numériques contribuent à refléter et à surveiller véritablement les systèmes de production afin d'obtenir et de maintenir une efficacité maximale tout au long du processus de fabrication.
Gestion de la fin de la vie du produit
Les jumeaux numériques peuvent même aider les fabricants à décider de quoi faire face aux produits dont le cycle de vie est terminé et dont le traitement final est nécessaire par le recyclage ou d'autres mesures. En utilisant les jumeaux numériques, les fabricants peuvent déterminer quels matériaux peuvent être recyclés.
L'application large des jumeaux numériques
Équipement de production d'électricité
Les grands moteurs (y compris les moteurs à réaction, les moteurs de locomotives et les turbines à vapeur pour la production d'électricité) ont grandement bénéficié de l'utilisation de jumeaux numériques, notamment dans le cadre d'activités telles que l'aide à établir des calendriers réguliers d'entretien.
Structures et systèmes
Les grandes structures physiques (telles que les grands bâtiments ou les plates-formes de forage offshore) peuvent être améliorées grâce à des jumeaux numériques, notamment lors du processus de conception. En outre, les jumeaux numériques sont très utiles pour concevoir des systèmes fonctionnant dans ces structures (par exemple, la CVC).
Processus de fabrication
Les jumeaux numériques sont conçus pour refléter l'ensemble du cycle de vie d'un produit; Par conséquent, cette opération est devenue courante: les jumeaux numériques traversent toutes les étapes de la fabrication, de la conception au produit fini et à toutes les étapes intermédiaires, et peuvent fournir des conseils et des conseils sur le produit.
Services de santé
Tout comme les produits peuvent être reproduits et reflétés par l'utilisation de jumeaux numériques, cette technologie peut également être utilisée pour les patients bénéficiant de soins de santé. Le même type de système de données de capteurs peut être utilisé pour suivre divers indicateurs de santé et produire des informations importantes.
Industrie automobile
Les automobiles représentent de nombreux systèmes complexes qui travaillent ensemble, et les jumeaux numériques sont largement utilisés dans la conception automobile pour améliorer les performances du véhicule et l'efficacité de la production.
Planification urbaine
Les ingénieurs civils et d'autres personnes impliquées dans les activités d'urbanisation ont été grandement aidés par l'utilisation de jumeaux numériques. Les jumeaux numériques peuvent être affichés en temps réel 3D Et de la 4D Données spatiales, et peuvent également intégrer des systèmes de réalité augmentée dans divers environnements intégrés.