数字孪生系统是结合物理实体与虚拟环境的技术平台,通过数据集成、仿真和可视化实现双向映射。以下是主要类型和代表性系统:
一、行业应用领域
基础设施管理 - 供水管网:
瀚蓝环境通过数字孪生系统实现超4000公里供水管网的全链条智慧管理,涵盖从源头到龙头的全流程模拟与预测。
- 隧道群安全防控:秦岭隧道群采用数字孪生系统实现结构、车辆、环境等多维数据可视化,支持风险源识别与应急响应。
工业制造 - 西门子:
MindSphere平台整合物联网设备与仿真软件,支持设备虚拟复制与实时数据分析,优化生产流程。
- PTC:ThingWorx平台提供设备远程监控与故障预测,降低维护成本。
智慧城市与交通 - 华为云:
提供智慧城市、交通管理等领域的数字孪生解决方案,支持多场景模拟与协同管理。
- 中兴通讯:平台涵盖城市管理、交通优化等,推动产业数字化转型。
二、主流数字孪生平台
西门子MindSphere - 开放式物联网平台,集成设备连接、数据分析和安全性能,适用于复杂工业场景。
PTC ThingWorx
- 提供物联网连接与数据分析功能,支持复杂设备模型的创建与维护。
华为云数字孪生平台
- 支持智慧城市、交通、工业制造等领域,具备多维数据可视化能力。
Azure Digital Twins
- 微软PaaS平台,通过DTDL定义模型,集成IoT设备与Azure服务,适用于建筑、工厂等场景。
三、技术方法与工具
几何建模: 基于BIM模型或地形影像(DEM、DOM)构建虚拟场景。 大数据与机器学习
CAE仿真:通过计算机辅助工程技术实现三维物理实体模拟。
四、其他代表性产品
山海鲸可视化:支持CesiumJS引擎,提供高精度GIS可视化,应用于城市规划、建筑设计等领域。
Dassault Systèmes:提供工业设计、产品全生命周期管理的数字孪生解决方案。
总结
数字孪生系统需结合具体行业需求,选择合适的技术路径与平台。随着物联网、AI等技术的融合,其应用场景将持续扩展。