Song sinh kỹ thuật số

Cặp song sinh kỹ thuật số hoạt động như thế nào

Một cặp song sinh kỹ thuật số là một mô hình ảo được thiết kế để phản ánh chính xác các đối tượng vật lý. Đối tượng nghiên cứu (ví dụ, tuabin gió) sẽ được trang bị các cảm biến khác nhau liên quan đến các chức năng quan trọng. Các cảm biến này tạo ra dữ liệu liên quan đến các khía cạnh khác nhau của hiệu suất đối tượng vật lý, chẳng hạn như sản lượng năng lượng, nhiệt độ và điều kiện thời tiết, v.v. Sau đó, dữ liệu này được chuyển tiếp đến hệ thống xử lý và áp dụng cho bản sao kỹ thuật số.

Khi dữ liệu như vậy có được, mô hình ảo có thể được sử dụng để chạy mô phỏng, nghiên cứu các vấn đề hiệu suất và tạo ra các cải tiến có thể có; Tất cả những điều này là để thu được những hiểu biết sâu sắc có giá trị và sau đó áp dụng chúng cho đối tượng vật lý ban đầu.

Các loại cặp song sinh kỹ thuật số

Có nhiều loại cặp song sinh kỹ thuật số tùy thuộc vào mức độ phóng đại sản phẩm. Sự khác biệt lớn nhất giữa các cặp song sinh kỹ thuật số này nằm ở lĩnh vực ứng dụng. Nó là phổ biến để có các loại song sinh kỹ thuật số khác nhau trong cùng một hệ thống hoặc quy trình cùng một lúc. Hãy xem xét các loại song sinh kỹ thuật số khác nhau để tìm hiểu sự khác biệt giữa chúng và cách chúng được sử dụng.

Cặp đôi thành phần/Bộ phận song sinh

Component Twin là đơn vị cơ bản của một cặp song sinh kỹ thuật số và là ví dụ nhỏ nhất về các thành phần chức năng. Các bộ phận song sinh gần giống nhau, nhưng thuộc về các bộ phận có tầm quan trọng kém hơn một chút.

Tài sản sinh đôi

Khi hai hoặc nhiều thành phần làm việc cùng nhau, cái gọi là tài sản được hình thành. Tính đôi tài sản cho phép bạn nghiên cứu sự tương tác của các thành phần này, tạo ra một lượng lớn dữ liệu hiệu suất có thể xử lý và sau đó chuyển nó thành những hiểu biết sâu sắc khả thi.

Hệ thống song sinh hoặc đơn vị song sinh

Phóng đại hơn nữa bao gồm cặp song sinh hệ thống hoặc cặp song sinh đơn vị, có thể cho thấy cách các tài sản khác nhau hội tụ lại với nhau để tạo thành một hệ thống chức năng hoàn chỉnh. Thông qua hệ thống song sinh, bạn có thể thấy sự tương tác giữa các tài sản và nhận được lời khuyên về tối ưu hóa hiệu suất.

Quy trình sinh đôi

Quy trình song sinh (phóng đại ở cấp độ vĩ mô) cho thấy cách hệ thống làm việc cùng nhau để xây dựng toàn bộ cơ sở sản xuất. Để đạt được hiệu quả cao nhất, các hệ thống này có chạy đồng bộ không? Hay sự trễ của một hệ thống có ảnh hưởng đến các hệ thống khác không? Quy trình song sinh có thể giúp xác định các kế hoạch kiểm soát thời gian chính xác cuối cùng ảnh hưởng đến hiệu quả tổng thể.

Lịch sử công nghệ song sinh kỹ thuật số

1991 Năm,David Gelernter Xuất bản Thế giới phản chiếu "(Mirror Worlds) Khái niệm công nghệ song sinh kỹ thuật số lần đầu tiên được đề xuất tại Trung Quốc. Tuy nhiên, có Michael Grieves Tiến sĩ (khi đó đang giảng dạy tại Đại học Michigan) tại 2002 Khái niệm song sinh kỹ thuật số lần đầu tiên được áp dụng vào ngành sản xuất và khái niệm phần mềm song sinh kỹ thuật số đã chính thức được phát hành. Cuối cùng,2010 Năm, NASA (NASA) Của John Vickers Một thuật ngữ mới, "song sinh kỹ thuật số", đã được giới thiệu.

Nhưng trên thực tế, trước đó, ý tưởng cốt lõi về việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số để nghiên cứu các đối tượng vật lý đã được chứng kiến. Trên thực tế, có thể nói rằng thế kỷ trước 60 Tuổi,NASA Đó là công nghệ song sinh kỹ thuật số đầu tiên được sử dụng trong các sứ mệnh thám hiểm không gian, mỗi tàu vũ trụ bay đã được sao chép chính xác một phiên bản mặt đất để NASA Phi hành đoàn nghiên cứu và mô phỏng sử dụng.

Ưu điểm và lợi ích của cặp song sinh kỹ thuật số

Thúc đẩy nghiên cứu và phát triển

Sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số cho phép nghiên cứu và thiết kế sản phẩm hiệu quả hơn, tạo ra một lượng lớn dữ liệu liên quan đến kết quả hiệu suất tiềm năng. Những hiểu biết sâu sắc dựa trên thông tin này có thể giúp các công ty thực hiện các cải tiến sản phẩm cần thiết trước khi bắt đầu sản xuất.

Hiệu quả hơn

Ngay cả sau khi sản phẩm mới được đưa vào sản xuất, song sinh kỹ thuật số giúp phản ánh và giám sát chân thực hệ thống sản xuất với mong muốn đạt được và duy trì hiệu quả tối đa trong suốt quá trình sản xuất.

Quản lý cuối đời sản phẩm

Song sinh kỹ thuật số thậm chí có thể giúp các nhà sản xuất quyết định làm gì với các sản phẩm đã kết thúc vòng đời và cần xử lý cuối cùng thông qua tái chế hoặc các biện pháp khác. Bằng cách sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số, các nhà sản xuất có thể xác định nguyên liệu sản phẩm nào có thể được tái chế.

Ứng dụng rộng rãi của cặp song sinh kỹ thuật số

Thiết bị phát điện

Các động cơ lớn (bao gồm động cơ phản lực, động cơ đầu máy và tuabin hơi nước để phát điện) được hưởng lợi vô cùng từ việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số, đặc biệt là trong các hoạt động như giúp xây dựng lịch trình bảo trì định kỳ.

Cấu trúc và hệ thống của nó

Các cấu trúc vật lý lớn (chẳng hạn như các tòa nhà lớn hoặc giàn khoan ngoài khơi) có thể được cải tiến thông qua các cặp song sinh kỹ thuật số, đặc biệt là trong quá trình thiết kế. Ngoài ra, các cặp song sinh kỹ thuật số cũng rất hữu ích trong việc thiết kế các hệ thống (chẳng hạn như HVAC) hoạt động bên trong các cấu trúc này.

Quy trình sản xuất

Song sinh kỹ thuật số được thiết kế để phản ánh toàn bộ vòng đời của sản phẩm; Do đó, hoạt động như vậy đã trở nên phổ biến: cặp song sinh kỹ thuật số chạy qua tất cả các giai đoạn sản xuất, từ thiết kế đến thành phẩm và tất cả các bước ở giữa, có thể cung cấp hướng dẫn và đề xuất sản phẩm cho chúng.

Dịch vụ chăm sóc sức khỏe

Cũng giống như các sản phẩm có thể được mô tả và phản ánh bằng cách sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số, công nghệ này cũng có thể được sử dụng cho bệnh nhân nhận dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Cùng một loại hệ thống dữ liệu cảm biến có thể được sử dụng để theo dõi các chỉ số sức khỏe khác nhau và tạo ra những hiểu biết sâu sắc quan trọng.

Ngành công nghiệp ô tô

Ô tô đại diện cho nhiều hệ thống phức tạp làm việc cùng nhau và cặp song sinh kỹ thuật số được sử dụng rộng rãi trong thiết kế ô tô để cải thiện cả hiệu suất xe và hiệu quả sản xuất.

Quy hoạch đô thị

Các kỹ sư dân dụng và những người khác tham gia vào các hoạt động quy hoạch đô thị đã được giúp đỡ rất nhiều bằng cách sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số. Song sinh kỹ thuật số có thể hiển thị theo thời gian thực 3D Và 4D Dữ liệu không gian cũng có thể tích hợp các hệ thống thực tế tăng cường vào các môi trường tích hợp khác nhau.