數(shù)字孿生與傳統(tǒng)仿真模型的區(qū)別

業(yè)內(nèi)有一種理解，即數(shù)字孿生相當(dāng)于傳統(tǒng)仿真模型。傳統(tǒng)仿真模型是在計(jì)算機(jī)中建立模型，以再現(xiàn)物理系統(tǒng)中發(fā)生的基本過程，并通過調(diào)整模型的輸入和控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)算。它用于研究和評(píng)估現(xiàn)有或設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性和行為，并找到可行或最佳設(shè)計(jì)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。因?yàn)槲锢磉^程必須符合物理和化學(xué)定律，例如軌跡和速度、不同物體在空間的拓?fù)潢P(guān)系、液體介質(zhì)的流動(dòng)，固體的材料特性和熱力工程特征等等，都可以利用物理和化學(xué)方程進(jìn)行表征和計(jì)算。一般而言，實(shí)際系統(tǒng)建造成本高，所需的時(shí)間長(zhǎng)、有些試驗(yàn)需要很長(zhǎng)的時(shí)間或危險(xiǎn)性大，利用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)實(shí)驗(yàn)顯然是一種事半功倍的手段。

如果說數(shù)字孿生是在計(jì)算機(jī)中建立的覆蓋產(chǎn)品或系統(tǒng)全生命周期的復(fù)制體，那么這些用于產(chǎn)品或系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的仿真模型顯然屬于數(shù)字孿生算法模型的一類。如果這些仿真模型能夠精準(zhǔn)地計(jì)算實(shí)際系統(tǒng)的特征和行為，的確可以成為數(shù)字孿生的主要計(jì)算模型，用于生產(chǎn)過程的計(jì)算。但是，由于實(shí)際系統(tǒng)一般都很復(fù)雜，并受當(dāng)前技術(shù)的局限，在建立這些模擬仿真模型的時(shí)候，大多都需要進(jìn)行很多簡(jiǎn)化，只關(guān)注關(guān)鍵的因素，忽略次要因素，或只模擬系統(tǒng)的某一些方面，可以滿足在設(shè)計(jì)過程中驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)果是否符合一定的設(shè)計(jì)要求，比如安全生產(chǎn)的要求，而這些要求一般都有比較大的冗余范圍，但計(jì)算的精度不容易達(dá)到在生產(chǎn)過程監(jiān)管和優(yōu)化的需求。

另外，大多用于設(shè)計(jì)過程的仿真模型軟件基于模擬的數(shù)據(jù)，批次性使用，并不與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連接，從計(jì)算性能上也不易支持持續(xù)性的流式計(jì)算，難以支撐數(shù)字孿生中對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中的管控和優(yōu)化。

綜合而言，模擬仿真是數(shù)字孿生的一個(gè)重要支撐技術(shù)，設(shè)計(jì)過程中的仿真模型是數(shù)字孿生算法模型的一個(gè)重要組成部分，但是不等同于數(shù)字孿生本身。數(shù)字孿生用于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程管控和優(yōu)化的模型，一般而言，要么要對(duì)設(shè)計(jì)仿真模型進(jìn)行改造提升，要么利用機(jī)理模型或數(shù)字模型建立新的算法模型。