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数字孪生处置计划?

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1、 须要背景

 

数字孪生体的冲破在于,它不只仅是物理天下的镜像,也要接管物理天下的及时信息,更要反过去及时驱动物理天下,进而退化为物理天下的先知、预言家乃至超体。是以起首要强调互动,不及时互动,数字天下和物理天下之间便是伪孪生。其次,咱们以为数字孪生体是仿真操纵新顶峰,因为在数字孪生体成熟度退化的每个阶段,仿真都表演着不可或缺的脚色。另外“共智”作为数字孪生体的抱负态操纵,更不止于财产。咱们在对财产、财产、民生、军事等四个最重要的关头范畴做实例化阐述的进程中发明了以下几个首要的须要:


1)   财产范畴的数字孪生须要。财产智能化转型,须要颠末进程数字化手腕完成效力晋升和野生本钱的大幅降落,颠末进程工场仿真完成产物的疾速出产和托付。


2)   民生范畴范畴的数字孪生须要。表现在大众宁静、交通、大众办理、信息办事等方面,比方数字孪生带来的灾难预警、聪明交通、数字都会和安康办理等手艺。


3)    财产范畴的数字孪生须要。如为矿业、运输业等财产供给公道的资本操纵体例,削减财产运转中存在的潜伏危险。


4)    军事范畴的数字孪生须要。数字疆场与国度宁静息息相干,借由疆场环境仿真、疆场通讯仿真等数字孪生体系,将来的军事举措措施研发流程将由“设想-制作-测试”变为“建模-阐发-制作”。


2、处置计划


咱们为差别的数字孪生须要都供给了配套的处置计划。一个典范的数字孪生体系包罗用户域、数字孪生域、测试与节制实体、实际物理域和跨域功效实体共五个条理。



该架构作为安世亚太开辟数字孪生体的根本架构,具备很好的拓展性,即使在差别范畴下,都具备其指点意思,只需按照该框架恰当的实例化睁开,便可完成体系构建。


1)   数字孪生体不只仅是物理天下的镜像,也要接管物理天下及时信息,更要反过去及时驱动物理天下,并且退化为物理天下的先知、预言家乃至超体。这个演化进程称为成熟度退化,即一个数字孪生体的发展发育将履历数化、互动、先知、预言家和共智等几个进程。



由上表可知,在每个退化进程中,都有实在例化特点。对数字孪生手艺来讲,其焦点是仿真,根本是建模,物联网和数字线程为数字孪生体供给了适用代价,而基于大数据的野生智能则是一种新的仿真范式。


2)   安世亚太基于ANSYS和FLOWNEX等诸多壮大的仿真软件,能够为客户供给针对差别范畴的多种关头手艺撑持。其特定焦点手艺涵括:


数字孪生制作:CAD、CAE、工艺仿真、工场仿真、财产节制等。

数字孪生财产:创成式设想、增材制作等。

数字孪生都会:测绘手艺、3D-GIS、CIM、都会仿真、人脸辨认等。

数字孪生疆场:毁伤与毁伤评价、体系仿真、军用数据链、疆场感知等。

 

Flownex包罗大批流体、电子、机械及财产节制组件,可与thingworx物联平台连系,天生数字孪生处置计划,可知足普通财产财产范畴的相干数字孪生须要。


基于Ansys的三维建模及仿真,其功效加倍邃密且周全,可应答流体、电磁、温度场、机械、通讯等多种差别性子的仿真东西,并配合降阶手艺,可在保障精度的环境下,完成三维仿真的高速化。三维模子能够零丁作为孪生体呈现,也能够协同别的三维模子或一维模子配合成立数字孪生体。

借由数据驱动的三维及时衬着、三维图形交互和可视化阐发手艺,能够将被孪生实体的运转状况在数字天下中停止摹拟和重现,如装备运转摹拟、机械加工协同任务摹拟、出产流程优化、产物流转摹拟、职员设置装备摆设调剂、质料物流摹拟、出产运维题目展望等操纵处景。


操纵建模仿真东西高矫捷度、低操纵门坎的操纵属性,完成车间、出产线柔性规划、出产题目早展望。


3、案例操纵


空调体系数字孪生案例

 

1)   体系阐发

 

中心空调体系是办公楼里的耗电大户,操纵数字孪生手艺对中心空调体系停止研讨与仿真,将在节能环保方面为企业带来可观的经济效益和社会效益。


 此修建装置有多联机中心空调体系,室外机同一安排在大楼顶层,每台室外主机颠末进程配管毗连并驱动单层一半的室内机。室外侧接纳风冷换热情势室内侧接纳制冷剂蒸发换热的情势。


 空调表里机表示图


2)  建模


在空调体系数字孪生体的成立进程中,安世亚太的工程师们操纵CAE仿真软件成立了三个物理体系的孪生体,这三个物理体系别离是物理制冷轮回体系孪生体、物理透风管路体系孪生体和物理室内透风体系孪生体。这三个物理体系孪生体之间的组成和干系如图:


空调体系分化为三个字体系,并别离建模


空调体系分化为三个字体系,并别离建模空调体系分化为三个字体系,并别离建模空调体系分化为三个字体系,并别离建模


3)  降阶&仿真运算


因为三维仿真计较量大,计较速率慢,没法知足数字孪生在反映速率方面的须要,以是在及时性方面须要操纵降阶方式,进步三维仿真的计较速率,运算进程如图:


 


4)  空调体系数字孪生演示界面


仿真计较成果可通进法式的API或颠末OPC办事器传出,这些颠末仿真计较的数据增加了逻辑处置以后,能够构成一个物理体系和孪生体系之间数据通报的闭环,完成以孪生体的计较作为驱动,对物理体系的节制。



 
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