智能设备数字孪生应用 课件 2 数字孪生的特征、应用及意义 .pptx

智能设备的数字孪生授课教师：卞化梅

数字孪生的定义数字孪生的特征数字孪生的应用1.11.21.3第一章数字孪生的基础技术1.4数字孪生的发展与意义

知识目标：本章学习目标掌握数字孪生的一般定义与特征理解数字孪生的数字孪生的核心要素了解数字孪生的背景与应用能说出数字孪生发展的历程与数字孪生的不同应用场景能理清数字孪生的核心要素之间的联系能正确描述数字孪生的特征培养学生对知识的获取方法与联想能力培养学生自学的方法与途径思政目标：了解我国数字孪生市场规模，我国将数字经济作为发展的重要方向，智能制造是我国工业的发展重要方向。数字孪生赋能智慧城市、智慧交通、智能制造、智慧流域等重要的行业中。能力目标：素养目标：

数字孪生的特征1.2

知识回顾（1）数字孪生定义（2）工业4.0的发启国是？（3）数字孪生最早是因为什么事件提出的？（4）数字孪生的核心要素有那些？

课前思考说说生活中你体会到的数字孪生，有哪些特点？

1.2数字孪生的特征医疗场景，远程医疗游戏中虚拟场景四川成都春熙路的裸眼3D大屏

1.2数字孪生的特征数字孪生采用数字化的方式将现实物理实体进行虚拟的复制，为每一个实体建立一个对应的虚拟世界的实体，可以通过虚拟实体来实现对物理实体的监控、控制、优化等功能。虚拟复制虚拟世界虚拟实体现实世界物理实体监控、控制、优化

1.2数字孪生的特征01虚实映射02实时同步03共生进化04闭环优化数字孪生的主要特征体现在虚实映射、实时同步、共生进化、闭环优化。

数字孪生要求物理对象在数字空间的数字化表示，现实世界中的物理对象和数字空间中的孪生可以实现双向映射、数据连接和状态交互。对物理对象和数字空间的孪生对象进行实时数据采集和更新，利用传感器和网络技术获取实时数据，不断更新数字孪生的状态，确保数字孪生和实体世界一致。1.2数字孪生的特征虚实映射现实世界数字空间实时数据双向映射数据连接状态交互

数字孪生可以涵盖整个物理实体的方方面面，包括结构、性能、状态、行为等信息。基于实时感知等多元数据的获取，数字孪生可以全面、准确、动态地反映物理对象的状态变化，包括外观、性能、位置、异常等。1.2数字孪生的特征实时同步同步更新

在理想状态下，数字孪生实现的映射和同步状态应覆盖孪生子对象从设计、生产、运营到报废的整个生命周期，孪生子应随着孪生子对象的生命周期过程不断进化和更新。1.2数字孪生的特征共生进化设计生产运营报废

数字孪生建立双生子目的是为了对物理实体的内部机理进行描述、规律的分析以及区域的洞察，最终形成基于分析和仿真对物理世界的优化指令和策略，从而实现物理实体的闭环优化功能。1.2数字孪生的特征闭环优化物理世界虚拟世界分析优化数字映射

数字孪生的应用1.3

1.3数字孪生的应用应用对象类别静态数字孪生详细数字孪生建造数字孪生基于传感器的数字孪生响应式数字孪生自适应数字孪生智能数字孪生数字孪生从应用对象进行分类，主要有静态数字孪生、详细数字孪生、建造数字孪生、基于传感器的数字孪生、响应式数字孪生、自适应数字孪生、智能数字孪生等。1.3.1数字孪生的应用

1.3数字孪生的应用（1）静态数字孪生静态数字孪生主要关注的是三位模型，不去整合物理和虚拟的环境。（2）详细的数字孪生详细的数字孪生主要是指利用和跟踪来自建筑物系统的建筑物数据，实现更好的分析和更好的控制。（3）建造数字孪生建造数字孪生主要用于新建或者改建的项目，将数据从物理结构映射到虚拟模型，手动编目和调整两者之间的差异，保持虚拟模型和物理模型之间的接近。（4）基于传感器的数字孪生基于传感器的数字孪生是将数据从物理结构填充到虚拟模型中，以创建更大的系统自主性，使用户能够利用物理网网络自动化一些手动执行的流程。

1.3数字孪生的应用（5）响应式数字孪生响应式数字孪生是指利用物联网的设备自主收集物理结构中数据，如温度、湿度等类似的数据，提供实时数据，根据预先设定的参数采取行动，物理和虚拟世界之间的集成有限，可以采用基于人工智能机器学习的某些自动化流程。（6）自适应数字孪生自适应数字孪生允许更多物理世界和虚拟世界之间流动，采用更精确的算法实现更高的自动化，通过人工智能分析来创建更准确的响应，但它仍然依赖于人类的评估来验证决策的制定。（7）智能数字孪生智能数字孪生是指允许一个完全的自主平台，数据流在虚拟和物理环境中完全集合，允许测试过的及其学习算法使系统能够自行学习和调节提高性能。

1.3数字孪生的应用数字孪生的应用场景十分的广泛，可以应用在智慧城市、轨道交通、智能制造、智慧医疗、智慧交通、航空航天、智慧园区、智慧文旅、智慧电厂、数字流域、智慧水厂、区域应急、智能监所、机场管理、矿厂等行业并能赋能行业的管理与发展。接下来看看数字孪生应用到重要的几个行业。1.3.2