數(shù)字孿生是一種以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬實體，數(shù)字孿生借助歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)以及算法模型等，模擬、驗證、預(yù)測、控制物理實體全生命周期過程。
一、解決信息孤島問題，釋放數(shù)據(jù)價值
我國的工業(yè)生產(chǎn)目前已經(jīng)進入到高度自動化與信息化階段，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量信息，由于信息異地分散的特征很容易形成信息孤島，數(shù)字孿生在其中產(chǎn)生了重要作用。
數(shù)字孿生應(yīng)用為工業(yè)產(chǎn)生的物理對象創(chuàng)建了虛擬空間，工業(yè)人員通過在虛擬空間中模擬、分析、生產(chǎn)預(yù)測，能夠仿真復(fù)雜的制造工藝，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，制造和智能服務(wù)等閉環(huán)優(yōu)化。
作為未來數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字孿生在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)等常見工業(yè)領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用。
二、優(yōu)化資源配置
數(shù)字孿生制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，具有生產(chǎn)要素多樣、動態(tài)生產(chǎn)路徑配置、人/機/物自主通訊、自組織和數(shù)據(jù)支撐的決策等特點。數(shù)字孿生制造系統(tǒng)中，資源能源利用耗散理論進行優(yōu)化配置。在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新興技術(shù)的加持下，數(shù)字孿生對于資源優(yōu)化起到了雙向、持續(xù)、開放、互聯(lián)等更加深遠的幫助。
三、優(yōu)化城市設(shè)計布局
城市是一個開放龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，具有人口密度大、基礎(chǔ)設(shè)施密集等特點。實現(xiàn)對城市各類數(shù)據(jù)信息的實時監(jiān)控，以及圍繞城鄉(xiāng)公共設(shè)施建設(shè)，發(fā)展科技、文化、政務(wù)、交通、司法等多方面對城市進行高效管理，是現(xiàn)代城市建設(shè)的核心。
數(shù)字孿生利用虛擬交互建設(shè)民眾的各類活動，不僅存在于物理空間，也在虛擬空間中得到了極大地擴充。除此之外，通過數(shù)字孿生對城市進行規(guī)劃設(shè)計，指引和優(yōu)化物理城市的科技、文化、體育、生態(tài)環(huán)境治理、交通管控，進而改善市民服務(wù)，賦予城市生活“智慧”。
四、數(shù)字孿生推動智慧城市建設(shè)
人口的急劇增加與都市化發(fā)展帶來的交通擁堵、治安惡化、大氣污染、噪音污染等多種“城市病”，正嚴重影響著我們的生活。
數(shù)字孿生城市將推動新型智慧城市建設(shè)，在信息空間上構(gòu)建的城市虛擬映像疊加在城市物理空間上，將極大地改變城市面貌，重塑城市基礎(chǔ)設(shè)施，形成虛實結(jié)合、孿生互動的城市發(fā)展新形態(tài)。借助更快速的網(wǎng)絡(luò)、更智能的計算，創(chuàng)建出一種更加智慧化的新型城市。
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