全新一代電子信息技術(shù)在加工制造業(yè)中的深入運(yùn)用,引起傳統(tǒng)化產(chǎn)品研發(fā)模式的轉(zhuǎn)型。本文講述運(yùn)用數(shù)字化線索和數(shù)字孿生展開復(fù)雜性產(chǎn)品全生命周期業(yè)務(wù)流程建模與模擬、動(dòng)態(tài)性預(yù)測(cè)和分析,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化空間與物理學(xué)空間虛實(shí)映射的產(chǎn)品研發(fā)與定義、模擬與分析、驗(yàn)證與核對(duì)的業(yè)務(wù)閉環(huán)管理。最后結(jié)合航天工業(yè)智能制造系統(tǒng)構(gòu)架,得出在生產(chǎn)制造全生命周期中的運(yùn)用構(gòu)思,以提高生產(chǎn)流程的數(shù)字化與智能化水準(zhǔn)。 參考國(guó)際先進(jìn)的數(shù)字線索和數(shù)字孿生技術(shù),結(jié)合航天工業(yè)智能制造系統(tǒng)構(gòu)架,搭建從企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃到加工能力頂層設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與布局、建造、集成測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)、重構(gòu)與處置的生產(chǎn)制造全生命周期業(yè)務(wù)全流程的數(shù)字線索,即一方面以數(shù)字量貫穿從企業(yè)聯(lián)盟(供應(yīng)鏈)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理(ERP)、企業(yè)生產(chǎn)管理(生產(chǎn)車間/生產(chǎn)流水線)到控制執(zhí)行(設(shè)備、操作)的生產(chǎn)制造全生命周期業(yè)務(wù)層級(jí),另一方面在對(duì)生產(chǎn)制造全生命周期業(yè)務(wù)流程中任務(wù)分工(產(chǎn)品訂單)和原材料供應(yīng)(物流)、生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)制造工藝、資源設(shè)備和人力等物理學(xué)要素展開數(shù)字化建模與模擬的基礎(chǔ)上,展開基于大數(shù)據(jù)的分析與優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)字線索和數(shù)字孿生的模型不斷傳遞和不斷驗(yàn)證的生產(chǎn)制造全生命周期技術(shù)體...
全球物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能技術(shù)、自動(dòng)駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速提升,刮起數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化新一輪的浪潮。同時(shí),智慧城市實(shí)施過(guò)程持續(xù)加速,實(shí)施內(nèi)容不斷深入,其發(fā)展核心理念、推動(dòng)方式和技術(shù)性管理體系不斷創(chuàng)新和演變,建設(shè)虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)整治、智能界定一切的數(shù)字孿生城市將變成智慧城市的核心內(nèi)容發(fā)展趨勢(shì)。 一、數(shù)字孿生城市的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)日漸完善 1、信息通信技術(shù)(ICT)在城市中完善運(yùn)用 近些年,云計(jì)算服務(wù)已是城市核心內(nèi)容基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),政府部門、企業(yè)甚至個(gè)人廣泛應(yīng)用;互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)變成城市核心內(nèi)容財(cái)產(chǎn)、戰(zhàn)略資源,根據(jù)數(shù)據(jù)分析的智能化管理決策運(yùn)用層出不窮;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)萬(wàn)物互聯(lián)變成實(shí)際,廣泛運(yùn)用于城市整治行業(yè)的感知檢測(cè)、數(shù)據(jù)收集等;(移動(dòng))互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變成群眾獲得城市生活服務(wù)的核心內(nèi)容優(yōu)先選擇方式,也是拓寬服務(wù)項(xiàng)目核心內(nèi)容方式;根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)運(yùn)用可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)城市難題,極大提高群眾體驗(yàn)感。 2、數(shù)字孿生(DT)技術(shù)向城市廣泛滲入 數(shù)字孿生技術(shù)最初源于工業(yè)生產(chǎn)行業(yè),特別是在飛機(jī)、火車發(fā)動(dòng)機(jī)等高端制造行業(yè),對(duì)產(chǎn)品、生產(chǎn)線和加工工藝等展開數(shù)字模擬仿真、實(shí)時(shí)跟蹤,產(chǎn)品研發(fā)周...
大數(shù)據(jù)技術(shù)系統(tǒng)軟件自身難以產(chǎn)生一個(gè)極大的產(chǎn)業(yè),大數(shù)據(jù)一定要和某一相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來(lái)或是融合起來(lái),才可以造成極大的經(jīng)濟(jì)收益。 能與大數(shù)據(jù)結(jié)合而產(chǎn)生極大經(jīng)濟(jì)收益的一個(gè)行業(yè)便是城市。城市并不是某一個(gè)或兩個(gè)產(chǎn)業(yè),而是眾多產(chǎn)業(yè)的聚合體,另外有政府部門、住戶、消費(fèi)者、企業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)等各種繁雜與復(fù)合型角色,城市既是巨大而繁雜的經(jīng)濟(jì)大國(guó)也蘊(yùn)含著超級(jí)機(jī)遇。而現(xiàn)如今,“數(shù)字孿生城市”一詞也正越來(lái)越頻繁地進(jìn)入群眾眼里。 在剛過(guò)去的2019中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)展覽會(huì)(下稱“2019數(shù)博會(huì)”)上,數(shù)字孿生城市做為關(guān)鍵字出現(xiàn)在2019數(shù)博會(huì)“數(shù)字孿生城市基本建設(shè)與產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新全球社區(qū)論壇”上,在這次社區(qū)論壇中,諸多專業(yè)人士表述了對(duì)數(shù)字孿生城市的認(rèn)知和看法。 這并并不是第一次有關(guān)數(shù)字孿生城市的探討。早在2018年4月雄安新區(qū)總體規(guī)劃中做出有關(guān)數(shù)字孿生城市的描述開始,數(shù)字孿生城市就在智慧城市、社區(qū)治理等領(lǐng)域持續(xù)被提及。 做為一個(gè)從工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)衍化而出的新詞匯,數(shù)字孿生城市主要指運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)(一種運(yùn)用概念模型、傳感器升級(jí)、運(yùn)作歷史等數(shù)據(jù)信息,在虛擬空間實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體世界的仿真模擬全過(guò)程),在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建一個(gè)與物理世界相符合的...
一、技術(shù)性探究和專業(yè)性布置 數(shù)字孿生體是由物理目標(biāo)、數(shù)字鏡像及互動(dòng)系統(tǒng)組成的一個(gè)體系,其成長(zhǎng)發(fā)育必然經(jīng)過(guò)數(shù)化、互動(dòng)、先知、先覺和共智等幾個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)性方向和專業(yè)性布置便是按照這些環(huán)節(jié)有關(guān)的技術(shù)來(lái)確立的。 1.建模 “數(shù)化”是對(duì)物理世界數(shù)字化的環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)需用將物理目標(biāo)表述為電子計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別的數(shù)字模型。建模技術(shù)是數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù),例如測(cè)繪掃描、幾何建模、網(wǎng)格剖分、系統(tǒng)建模、流程建模、組織建模等技術(shù)。 2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) “數(shù)化”中的另一層意思是物理世界自身的狀況變成能夠被電子計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)所能感知、識(shí)別和分析,這些狀況包括位置、屬性、性能等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為原子化向比特化轉(zhuǎn)換出示了完善的解決方案。 3.數(shù)字線程 “互動(dòng)”是數(shù)字孿生體的一個(gè)關(guān)鍵特性,主要指的是物理目標(biāo)和數(shù)字目標(biāo)之間的動(dòng)態(tài)性互動(dòng),當(dāng)然也暗含了物理目標(biāo)之間及數(shù)字目標(biāo)之間的互動(dòng)。后兩者在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和仿真模擬世界中已經(jīng)實(shí)現(xiàn),而前者是數(shù)字孿生體獨(dú)有的特性。這種動(dòng)態(tài)性互動(dòng)的需用數(shù)字線程技術(shù)來(lái)完成。 4.仿真模擬 “先知”指的是對(duì)物理世界的動(dòng)態(tài)性預(yù)測(cè)分析。這需要數(shù)字目標(biāo)不只是表述物理世界的幾何樣式,更需要數(shù)字模型中融合...
在過(guò)去的綜合治理形態(tài)中,政府治理主要呈現(xiàn)在制度供給、政策激勵(lì)、外部約束。“治理”和“管理”一字之差,呈現(xiàn)的則是多方面的差異。 現(xiàn)階段,就城市信息化發(fā)展環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō) ,正處在從數(shù)字化管理升華到智慧化綜合治理的歷史過(guò)渡階段,網(wǎng)格化精細(xì)管理模式將逐漸向數(shù)字孿生強(qiáng)智能化自治模式演化。 英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授、當(dāng)今著名的地方綜合治理科研專家格里·斯托克曾說(shuō):“綜合治理的本質(zhì)就在于它所側(cè)重的統(tǒng)治機(jī)制并不依賴于政府部門的權(quán)威和制裁?!碑?dāng)代治理體系的創(chuàng)建應(yīng)充分的尊重綜合治理的本質(zhì),在不從外部強(qiáng)加作用的條件下創(chuàng)建新的社會(huì)結(jié)構(gòu)是最理想化的最終狀態(tài),而這類創(chuàng)建全過(guò)程要依賴于多種相互影響的行為要素的互動(dòng)及自組織。怎樣從數(shù)字化、信息化、智能化角度為城市治理提供支持已變成新時(shí)代的迫切需求。 1、城市規(guī)劃基礎(chǔ)建設(shè)“一張圖”,城市治理虛實(shí)結(jié)合“一盤棋” 數(shù)字孿生城市的理論基礎(chǔ)源于信息物理系統(tǒng)(CyberPhysicalSystems,CPS)和數(shù)字孿生(DigitalTwin,DT)。信息物理系統(tǒng)是集計(jì)算、通信與操控于一體的新一代智能系統(tǒng)。信息物理系統(tǒng)利用人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)和物理進(jìn)程的信息交互,運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化空間遠(yuǎn)程、可靠、實(shí)時(shí)...
根據(jù)普華永道《2030年全世界建筑業(yè)》的預(yù)測(cè)分析,到2030年,全世界建筑業(yè)總產(chǎn)值將增長(zhǎng)85%,達(dá)到15.5萬(wàn)億美元,在其中三個(gè)國(guó)家(中國(guó)、美國(guó)和印度)位于領(lǐng)先地位,占全世界增長(zhǎng)的57%。 但,建筑行業(yè)仍在面對(duì)四個(gè)持續(xù)性的挑戰(zhàn):生產(chǎn)力和盈利能力差;項(xiàng)目績(jī)效–主要是時(shí)間和預(yù)算問(wèn)題,技術(shù)工人緊缺;和可持續(xù)性問(wèn)題。 1、應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的答案?——數(shù)字孿生技術(shù) 數(shù)字孿生具備構(gòu)建潛在性和實(shí)際的物理資產(chǎn)、操作過(guò)程、工作人員、具體位置、系統(tǒng)軟件和設(shè)施設(shè)備的虛擬副本的能力,這些副本可適用于各種目的。 企業(yè)運(yùn)用數(shù)字孿生的因素有很多,其中包含在現(xiàn)實(shí)世界中支持新資產(chǎn)或應(yīng)用之前測(cè)試新資產(chǎn)或應(yīng)用,在現(xiàn)實(shí)世界中處理任何的問(wèn)題,包含持續(xù)性運(yùn)營(yíng)的改進(jìn)或培訓(xùn)員工都會(huì)變得更加的昂貴和復(fù)雜,而在虛擬世界中卻相對(duì)來(lái)說(shuō)容易很多。 事實(shí)上,這類技術(shù)能夠協(xié)助提升 石油鉆機(jī)的安全系數(shù),提升 生產(chǎn)廠家的效率或保障建筑物滿足可持續(xù)性、效率或法規(guī)要求。 除此之外,或許更重要的是,數(shù)字孿生能夠協(xié)助我們?cè)跐撛谛怨收袭a(chǎn)生之前進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,并提出防范這些故障的方法。 2、未開發(fā)的機(jī)會(huì)和收益 數(shù)字孿生的基本概念正與越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域和有可能的應(yīng)用相...
智慧城市是把新一代的信息技術(shù)靈活運(yùn)用在城市中各個(gè)行業(yè)基于知識(shí)社會(huì)新一代創(chuàng)新(創(chuàng)新2.0)的城市信息化管理高等級(jí)形態(tài),實(shí)現(xiàn)信息化、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化緊密結(jié)合,有利于緩解“大城市病”,提升 城鎮(zhèn)化品質(zhì),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和動(dòng)態(tài)管理,并提升城市管理效果和改善群眾生活品質(zhì)。2014年,安東尼·湯森在《智慧城市》中寫道:數(shù)字變革轉(zhuǎn)型并沒有使城市消失,全球各地的城市都在繁榮發(fā)展,這是因?yàn)樾录夹g(shù)應(yīng)用讓它們變成更具價(jià)值且更高效的場(chǎng)所?!?確實(shí),伴隨著不同時(shí)代的新技術(shù)應(yīng)用驅(qū)動(dòng),智慧城市的進(jìn)程,也經(jīng)過(guò)了幾個(gè)時(shí)代。從早期的信息化時(shí)代的電子政務(wù),再到云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字城市,及其移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)的無(wú)線城市等。但可惜的是,這些圍繞著 城市的IT投入,在不斷的重復(fù)建設(shè)規(guī)劃,投入了海量資源,并在炒熱了智慧城市的理念過(guò)后,依然很少有成功的樣板。 也正是為了更好地解決智慧城市所遭遇的各式各樣的難題,華為在高交會(huì)期間舉辦的華為智慧城市峰會(huì)2019上,宣布正式發(fā)表智慧城市最新理念:“5G+AI,開啟智慧城市孿生新時(shí)代”。我們知道,不論是智慧城市,還是數(shù)字孿生本身都不是新穎的理念,數(shù)字孿生的智慧城市的設(shè)計(jì)思路,也絕不是簡(jiǎn)單的信息化...
互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等全新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展,對(duì)促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化過(guò)程具有關(guān)鍵作用,尤其是信息技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息的強(qiáng)大計(jì)算和分析能力為制造業(yè)發(fā)展開拓?zé)ㄈ灰恍碌陌l(fā)展空間,IT和OT的結(jié)合愈來(lái)愈受到制造企業(yè)的關(guān)注。伴隨著全新一代信息技術(shù)與制造業(yè)緊密結(jié)合發(fā)展,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)變?yōu)橹圃鞓I(yè)從“顯”到“隱”的切入點(diǎn),互聯(lián)網(wǎng)從“虛”向“實(shí)”的載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展離不了技術(shù)支持,包括數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算、5G、IPV6、標(biāo)識(shí)解析、TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))、PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))等都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。 伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用推動(dòng),數(shù)字孿生被賦予了新的活力,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)拓寬了數(shù)字孿生的價(jià)值鏈條和生命周期,展示出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)信息、服務(wù)方面的的優(yōu)勢(shì)和能力,打通了數(shù)字孿生運(yùn)用和迭代優(yōu)化的實(shí)際路徑,正變?yōu)閿?shù)字孿生的孵化床。 數(shù)字孿生基于物理實(shí)體的基本狀態(tài),以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的方式將構(gòu)建的模型、采集的數(shù)據(jù)信息作出高度寫實(shí)的分析,用于物理實(shí)體的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)分析和優(yōu)化。另外,數(shù)字孿生做為邊緣側(cè)技術(shù),能夠有效的連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層,變?yōu)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的知識(shí)萃取工具,不斷地將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識(shí)傳送到工業(yè)互聯(lián)...
伴隨著5G牌照的分發(fā)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)大格局的升級(jí),5G已變成一個(gè)炙手可熱、老少皆知的話題,大家也對(duì)5G寄予了很大的期望。 比如說(shuō),VR體驗(yàn)感不好,容易頭暈?zāi)垦#撛趺崔k?Noproblem,5G出現(xiàn)后,時(shí)延降至毫秒級(jí),如臨其境的體驗(yàn)感已不再是夸夸其談。 又如,女司機(jī)開車緊張,不會(huì)停車,該怎么辦?Noproblem,5G出現(xiàn)后,自動(dòng)駕駛不是夢(mèng),沒有駕駛證大家也能夠輕松上路。 再如,監(jiān)控?cái)z像頭雖說(shuō)許多 ,但抓拍違章還可以,破案時(shí)就很不給力,該怎么辦?Noproblem,5G出現(xiàn)后,憑借著強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)傳輸和大數(shù)據(jù)及AI能力,任犯罪嫌疑人飛天遁地都能讓他無(wú)所遁形。 無(wú)所不能的5G,多么美好的未來(lái),大家迫不及待要應(yīng)用5G。但,等一等,5G真的全能到可以應(yīng)對(duì)所有問(wèn)題,讓城市一夜之間充滿智慧嗎? 1、大干快上之后,智慧城市進(jìn)入調(diào)整期 當(dāng)城市規(guī)模漸漸擴(kuò)張之時(shí),交通擁堵、環(huán)境污染、管理方法低效等“大城市病”也不斷地出現(xiàn)。為此,1994年,紐約逐漸開始構(gòu)建無(wú)線城市,斯德哥爾摩提出數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃,以求通過(guò)技術(shù)手段提高城市質(zhì)量和管理效率,這些都被視為智慧城市的雛形。2008年,IBM提出智慧地球,用新技術(shù)...
現(xiàn)代社會(huì)中城市長(zhǎng)久以來(lái)一直都借助視頻監(jiān)控來(lái)增強(qiáng)公共安全和扼制違法犯罪,而現(xiàn)如今的智慧城市正在將這些解決方案運(yùn)用于包含交通管理、照明工程、停車執(zhí)法等更多的用途。 這在挺大程度上是由于監(jiān)控?cái)z像頭本身已變?yōu)橹悄苡?jì)算設(shè)備,提供視頻分析和與不同系統(tǒng)和設(shè)備集成的能力。智能交通便是智慧城市運(yùn)用中將視頻監(jiān)控和其它數(shù)據(jù)信息搭配應(yīng)用的潛在性運(yùn)用之一。通過(guò)布署帶著目標(biāo)監(jiān)測(cè)和識(shí)別分析功能的監(jiān)控?cái)z像頭,交警可以自動(dòng)識(shí)別停滯的汽車、錯(cuò)誤行駛和其它可能會(huì)影響安全和行駛時(shí)間的事件。充分利用這種洞察和協(xié)調(diào)能力,城市管理機(jī)構(gòu)可以利用交通管理或數(shù)字顯示系統(tǒng)提示駕駛員注意潛在性的事件,并指引他們繞道避開這些地點(diǎn)。 智慧城市更大的目標(biāo)是提高效率、提高可持續(xù)性、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高在城市生活和工作的人們的總體生活品質(zhì)。為此,市政當(dāng)局可以應(yīng)用在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)采集的交通數(shù)據(jù)信息來(lái)識(shí)別和緩解日常的交通出行難題,減少交通擁堵時(shí)間和降低出對(duì)生活品質(zhì)的影響。 這只不過(guò)是市政當(dāng)局如何具體實(shí)施智慧城市服務(wù)平臺(tái)和技術(shù)應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的一個(gè)例子。而這些系統(tǒng)的核心是用以儲(chǔ)存所有的這些數(shù)據(jù)信息的解決方案。下面是評(píng)估這些做為智慧城市運(yùn)用基礎(chǔ)的儲(chǔ)存解決方...