天拓分享|《工业数字孪生白皮书(2021)》发布,揭示技术与产业应用趋势
发布日期:
2021-12-06

11月30日,由中国信通院和工业互联网产业联盟共同组织编写的《工业数字孪生白皮书(2021)》正式发布,《白皮书》旨在进一步凝聚数字孪生产业共识,加快推动数字孪生技术创新与融合应用,促进企业数字化转型。

《白皮书》共分为六大部分,第一部分介绍了工业数字孪生内涵及意义,给出了数字孪生功能架构。第二部分介绍了数字孪生技术体系,分析了关键技术发展趋势。第三部分总结数字孪生应用发展态势,重点研究了数字孪生应用发展范式,给出不同行业应用特点。第四部分分析了产业布局动向,给出不同类型供给企业发展数字孪生的整体策略。第五部分研究了美国、德国、中国等不同国家数字孪生发展现状和优劣势。第六部分是全篇的总结和展望。

《白皮书》具体亮点如下:

亮点1:功能架构:连接层、映射层、决策层三大功能层级,支撑全生命周期实时映射、综合决策以及闭环优化。

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亮点2:技术体系:多类数字化技术集成融合,共筑数字孪生技术体系,数字线程、模型融合、模型修正是核心技术。

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亮点3:应用发展范式:孪生精度、孪生时间和孪生空间构成评价数字孪生应用成熟度的三大维度。

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亮点4:垂直行业应用:孪生应用与行业特点紧密结合,不同行业应用各有侧重。

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亮点5:产业体系:数字线程工具供应商、建模工具供应商、孪生模型供应商构成三大核心产业。

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未来展望


1. 工业数字孪生创新与发展的大幕刚刚拉开,产业界、学术界对工业数字孪生的认识日渐统一,数据与模型、模型与模型的集成融合是工业数字孪生本质内涵,尤其是仿真建模与数据科学的集成优化将成为未来发展主线。

2. 工业数字孪生应用仅处于初级阶段,真正成熟的数字孪生应用还需要较长时期探索实践。短期来看,四类关键场景有望成为重点应用方向。一是存量工厂三维可视化改造要实现“应用普及”,二是全场景虚拟制造诊断要实现“能力提升”,三是实时仿真 / 智能仿真分析要实现“单点突破”,四是大国重器系统工程建设要实现“科技攻坚”。

3. 理想工业数字孪生开发需要基于统一建模语言和多类建模工具,同时需要与底层物联网实时数据相结合。“工业互联网平台 +MBSE”、“工业互联网平台 + 管理壳”等组合方式在有效统一异构数据、模型的一致性基础上,实现与IOT数据的有效结合,有望成为工业数字孪生开发的重要方法。

4.资产数字化是数字孪生发展源头,工业厂商对孪生数据、孪生模型的积累意识,间接决定了数字孪生未来发挥价值大小。尤其工业装备制造商是整个工业产业链中的关键环节,由传统物理装备售卖向“物理装备 + 孪生装备”的售卖方式转变,不但实现了装备级数字孪生应用,还将有效提升工厂级数字孪生建设的效率,为数字孪生产业整体发展带来良好前景。