《《数字孪生的基础研究需求和未来方向》》

  • 来源专题:集成电路
  • 发布时间:2024-01-09
  • 数字孪生在加速科学发现和行业变革方面具有巨大前景。2023年12月15日,美国国家科学院(NAS)发布《数字孪生的基础研究差距和未来方向》报告,旨在向科研界、学术界、相关政府机构、数字孪生从业者以及相关行业人士介绍关于推进数字孪生的开放需求和需要克服的基础性差距。报告探讨了数字孪生技术的潜力以及如何支持其发展的基础研究和所需资源。报告强调了数字孪生在科学研究、工业实践和日常生活的多个领域中的应用潜力,并提出了未来研究的重点和一个跨学科的研究议程。此外,报告还讨论了如何最好地通过联邦机构和各个领域的研究人员合作来支持数字孪生技术的发展。报告概述了数字孪生的定义,构成要素及其基础研究需求,并提出了推进数字孪生技术的未来发展建议。


相关报告
  • 《智能制造与数字孪生技术》

    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2025-07-17
    • 天津大学发布的《智能制造与数字孪生技术:面向可持续制造方向发展》报告,深入剖析了智能制造和数字孪生技术如何重塑制造业未来。这份报告详尽地分析了智能制造的技术演进、核心驱动力以及未来趋势,尤其强调了数字孪生技术在其中的关键作用。这份报告也为我们撕开了这场神秘变革的面纱:这不是机器取代人类的冰冷叙事,而是一场虚实共生的制造文明跃迁。制造车间里的“平行宇宙走进现代工厂,你会看见机床在切削金属,也会看见另一重肉眼不可见的维度:每台设备都在数字世界投射出“数字双胞胎”。这就是数字孪生技术的魔法——它让物理世界的震颤化作数据流,让老师傅的经验变成可复制的算法。天津大学的研究揭示,这种技术已从实验室走向产业腹地:某智能机床通过自主学习热误差模型,将加工精度提升至纳米级;汽车装配线在虚拟空间完成十万次碰撞测试,将产品迭代周期压缩60%。当现实与镜像世界交织,制造业正在经历比蒸汽机更深刻的范式转移。从“钢铁洪流”到“数据脉搏报告穿透技术迷雾,勾勒出智能制造的三重进化:18世纪的蒸汽动力是肌肉的延伸,20世纪的流水线是肢体的协同,而今天的数字孪生则是神经系统的再造。在天津大学构建的虚拟工程平台VE2中,2400多种设备模型在数字空间自由组合:只需拖动模块,就能在半小时完成传统需要三个月的产线规划。更震撼的是,这些虚拟机床不仅能同步真实设备的每个振动频率,还能通过机器学习预测刀具寿命——就像给机器装上了预知未来的水晶球。这种能力,正在改写企业生存法则:能听懂设备“心跳声”的工厂,次品率下降了78%;而依赖纸质工单的车间,正被时代悄然除名。可持续制造的基因重组在这场变革中,最颠覆性的突破藏在细节里。传统制造如同盲人摸象,报废零件时才惊觉设计缺陷;而数字孪生让产品从胚胎阶段就拥有“全生命周期记忆”。天津大学报告中展示的梅花联轴器柔性制造系统,每个零件都携带数字基因:设计阶段的应力分析、生产时的机床震颤数据、使用中的磨损记录,全部汇入云端知识库。当下次制造同类零件时,系统会自动优化工艺参数,使材料利用率提升43%,能耗降低31%。这种闭环进化,让“可持续”不再是环保口号,而是刻进制造DNA的本能。人与机器的哲学共舞技术狂飙背后,藏着更深刻的命题:当数控系统开始自主积累知识,老师傅的价值何在?报告给出了温暖答案——在某个车铣双工位智能单元案例中,老技工三十年积累的切削参数被转化为AI模型,而工人转型为“产线指挥家”,用人类独有的创造力调配机器交响乐团。这印证了报告的核心洞见:智能制造不是消灭岗位,而是将人类从重复劳动中解放,去从事更有价值的创新活动。就像百年前电力革命创造了新工种,数字孪生正在孵化“虚拟调试工程师”“数字产线架构师”等全新职业物种。站在制造业的时空交汇点,我们目睹的不仅是技术迭代,更是文明层级的跃升。当波音787的每个铆钉都在数字世界留下倒影,当智能空调能根据用户习惯自我优化,人类对物质的掌控正从物理维度拓展至数字生态。天津大学的这份报告,既是技术路线图,更是一封写给制造未来的情书——在这里,机器学会了呼吸,数据流淌着温度,而人类,始终是这场变革的掌灯者。此刻,你的每一次转发都在为这场革命投票。点赞这份报告,不仅是为中国智造加油,更是为所有在虚实之间编织未来的人们喝彩。因为下一个改变世界的制造奇迹,或许就藏在你的指尖流转之间。
  • 《数字孪生实验室:支持研发、标准与实施》

    • 来源专题:计量基标准与精密测量
    • 编译者:李晓萌
    • 发布时间:2025-09-05
    • 制造业数字化这一概念虽已存在多年,但直到工业物联网(IIoT)赋能技术和数据标准化取得进展后才得以实现。数字孪生技术正处于这一趋势的前沿,已被全球一些大型制造商广泛应用。尽管中小企业采纳数字孪生技术的速度较慢,但目前正在持续推进其制造业务的数字化进程。为促进中小企业采用数字孪生技术,近日,美国国家标准与技术研究院(NIST)的系统集成部(SID)建立了数字孪生实验室(DTL),作为加速这一进程的测试平台。本报告首先将阐述DTL的愿景与目标,随后在制造业背景下提供数字孪生的基础知识,详细说明DTL的实验配置及正在实验室实施的案例研究。此外,还将探讨相关标准及其改进方向,最后挖掘DTL可支持的研究领域,并明确实现研究目标的未来工作方向。