《自动化系统与集成 工业数据 数字孪生的可视化元素》征求意见
- 2023/5/16 9:14:29 28924
- 来源：仪表网
【仪表网 行业标准】近日，中国标准化研究院 、郑州轻工业大学 、中国科学院计算机网络信息中心 、北京三维天地科技股份有限公司 、深圳市华傲数据技术有限公司 、北京航空航天大学等单位起草，由 TC159(全国自动化系统与集成标准化技术委员会)归口的国家标准计划《自动化系统与集成 工业数据 数字孪生的可视化元素》征求意见稿已编制完成，现公开征求意见。
数字孪生这一概念是在 2003 年被首次提出，直到 2011 才引起国内外学者的高度重视，并连续在 2016、2017、2018 年被世界权威的信息技术研究咨询公司 Gartner 列为当今顶尖战略科技发展方向。
数字孪生主要目的是通过建立虚拟世界的仿真模型和物理世界真实产品之间的互联互通关系，保证理想模型和实际状态之间的实时一致性，为复杂产品研发提供更加智能、高效和实时的服务；是实现物理信息深度融合的一个重要抓手，为最终智能制造的落地提供了有效途径。
数字孪生是由物理资产、替身和接口组成的复合模型，可视化是通过创建图像、图表或动画来传达信息的技术。本文件分析了替身(数字复制品)和物理资产之间共享或集成的可视化元素，采用并阐述了数字孪生的三个组成模型，即物理资产、替身和实时接口。同时讨论了替身和物理资产之间接口的保真度度量。
目前，我国工业领域对数字孪生技术的研究和应用逐步开展，对数字孪生技术的标准化还处于起步价段，需要加强对数字孪生可视化及其标准化的深入研究。本文件是由 ISO 的技术报告转化而来的国家标准化指导性技术文件，对我国智能制造中的数字孪生标准化建设具有重要指导意义。通过本文件的制定和实施，可以加深我国工业领域对数字孪生可视化技术的理解和认识，促进工业领域数字孪生可视化技术的研究和应用。
本文件对可视化元素进行了分析，这些元素是物理资产和替身(物理资产的数字复制品)之间的接口的关键组成部分。
数字孪生的核心技术：
1.概述
数字孪生核心技术包括传感器、执行器、集成、数据和分析技术。可以为数字孪生的可视化定义更多的技术。
2.传感器。连接到运行设备的传感器可以将设备状态(如位置、温度、压力、振动、RPM)近实时发送给用户。
3.数据。近实时采集的传感器数据是连续生成的。其结果可能是收集设备运行状态信息的大数据。
4.分析技术。用于分析大数据的技术被称为分析技术。由于大量数字传感器信息是通过互联网收集的，所以数据量超过了人类的分析能力。因此，利用具有人工智能能力的计算机进行数据分析的技术备受关注。
5.执行器。一旦利用分析技术来分析有关运行状态的大数据，就可以优化产品的运行参数，并且可以基于分析结果调整运行状态。驱动机器的修改参数的传送装置是执行器。
6.集成。运行状态信息和控制信息应该在替身和物理资产之间共享，以便集成数字孪生。本文件定义的数字孪生接口组件可实现共享和集成。
增强现实(AR)和信息物理系统(CPS)的区别：
需要分析数字孪生和AR之间的差异。在AR中，真实世界信息被添加到纯虚拟模型中。AR类似于由物理资产、替身和接口组成的数字孪生。AR和数字孪生之间的区别可能是数字孪生中集成了近实时运行大数据。由于AR也允许集成实时运行数据，因此需要进一步分析。数字孪生中的运行大数据可以帮助替身提高运行效率和准确性。
其他差异包括数字孪生的模拟强度和AR的特殊可视化功能。可以通过模拟预测产品或系统的性能。由于数字孪生通常用于电厂的预防性维护，因此利用运行大数据预测未来性能或问题的模拟功能至关重要。但是模拟功能也可以在AR中实现。
可视化功能是数字孪生和AR的核心技术，因为没有可视化功能很难实现数字孪生或AR。由于AR更加依赖可视化能力，所以AR的各种可视化技术或元素也可以用于DTw。
CPS由网络部分和物理部分及其集成(或数字线程)组成。其构造和数字孪生的构造非常相似。虽然目前的推测认为DTw是CPS的一部分或实现方式，但本文件发现这两者(DTw和CPS)是相似的，可以互相替代。
更多详情请见附件。
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