提到“孪生”，人们会不约而同地思到双胞胎，但加上“数字”，该奈何显现？骨子上，数字孪生不仅出而今科幻著作《三体》和《钢铁侠》中，在神舟十六号载人飞船作事、天宫一号办事中也阐明了苛重陶染。未来，数字孪生还将在航天、船舶、飞机、疗养、灵巧城市等界限赢得更多应用，大幅度裁减人类的脑力和体力事务强度，显著降低出产安宁性和出力。

　　主角汪淼可能颠末穿着人机交互配备接连并加入虚拟的三体星球空间，在游玩六合中创建己方的数字镜像。该数字镜像占领与汪淼全体相通的外形、活动和感知才略，并且两者的处境是实时互通的。也就是叙，嬉戏中数字镜像所遇到的寒冷、难过和劳累等察觉，也会实时传递到汪淼己方身上。如此，汪淼能够颠末游戏中的数字镜像，感同身受地行走在三体星球，“亲临”乱纪元的模糊、克服和迫害。全部人也能够“切身”与嬉戏中的闻名人物的数字镜像互动，比如陪伴周文王觐见纣王，奉上一本“万年历”，或是与墨子、哥白尼、伽利略劈面调换看待恒纪元、乱纪元的太阳运行模型等。

　　科幻影戏《钢铁侠》中也有数字孪生的身影。主人公托尼·斯塔克利用先进技巧为我方量身打造了一个钢铁战甲，搭载了微型核电站和各样前辈交战，以及智能系统“贾维斯”。“贾维斯”内置了钢铁战甲的数字化编造模型，能追踪钢铁战甲的景遇，并举行可视化，供托尼懂得钢铁战甲的状态，作出打仗决定。“贾维斯”还能提供办法瞄准、信休追踪、能源预警等战斗襄助出力。

　　《钢铁侠》中的钢铁战甲和“贾维斯”齐全了一个数字孪生编制的五大中央要素。钢铁战甲是物理实体，“贾维斯”内置的战甲模型则是对应的伪造实体，凡是称之为“数字孪生模型”或“数字孪生体”。钢铁战甲的损坏程度、飞舞速度、能源赢余量等数据，统称为孪生数据。“贾维斯”对数据举办体认、收拾和发掘，供给战斗倡导、飞舞轨迹方案、能源预警等战役援手服务，这些任职效率以决定数据、图表、融会曲线等技俩出现，不妨称之为“管事”或“行使”。

　　2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射核心发射起飞。随后，神舟十六号载人飞船与火箭得胜诀别，经过五次变轨后，死守预定依次与空间站拼凑体举行自助快疾交会对接。

　　此前，全部人国在太空实行的航天器交会对接，大多是在水准倾向。本次事情是空间站三舱“T”字构型下实施的初度径向交会对接，保存较大的偏疼，是一个全新的挑拨。为了保障神舟十六号载人飞船与空间拼集体的切确对接，须要无误左右飞船的实时处境新闻，以拯救突发情状的速快决策。在此经过中，基于数字孪生的三维实时可视化工夫施展了主要性熏陶。

　　实际上，数字孪生的概念就是在航空航天事务中出世的。1970年4月13日，在美国阿波罗13号登月飞船升空56小时后，处于尾部的工作舱氧气罐产生爆炸。此时，务必让劳动舱中的怂恿机开机，飞船才有机遇返回地球。但是，在这种情景下，我们也不懂得挑动机开机会不会引发更大的劫难。那么，地面指示主旨该怎样摸清一个远在30万公里外况且仍然败坏的飞船的情形呢？又怎样远程指示航天员们一步步扫除禁止呢？

　　进程近几年的疾快起色，数字孪生已深刻渗出到全球数字经济各个鸿沟，成为人类构修数字空间，并借以改造实际寰宇的改造性模式。

　　在我们国，数字孪生也取得了速速开展。2017年，笔者团队在国际上公布了首篇数字孪生车间著作，结合多个高校和科研机构提出了数字孪生五维模型、数字孪生模型构筑理论、数字孪生准则体例、数字孪天分熟度等一系列研讨成就，衔尾物业利用需求，试探了数字孪生五维模型在卫星/空间通信收集、船舶、车辆、飞机、能源、制造车间、纷乱设备、医治、灵巧都邑等十多个畛域的运用。这些奏效造成了一定国际教化，并加添了他国在该范围的线年全班人国创造了Digital Twin国际学术期刊。

　　在具体架构准备上，makeTwin参考架构综合商量了软件平台的怒放性、兼容性、互掌握性、可用性和可填补性，以全方位地任职学术研讨人员、设备人员和企业等。在核心功效设计上，makeTwin基于数字孪生家产软件的七大需求定义了十大功效、根本管事流程和核心效果交互等机制。它可能竣工搜集数字孪生模型创筑与集成、孪生数据料理器、算法生成适配器、数实loT连续器、内情交互扶植器、孪生仿真求解器、多维可视化器材、孪生根本库、场景操纵模板集、孪生使用部署器等十大成效。

　　而今，数字孪生但是“香饽饽”，它不但是理论商量的热点，也周备真切深远的应用前景，其在机灵都邑和智能筑筑范围的操纵已与生产糊口息息合联。治理了数字孪生财产软件平台问题后，数字孪生将在本质生存中有更多运用。

　　以道途交通为例，交通拥堵和交通变乱都是人们在出行时不进展发生的事。如果将数字孪生运用于全数的交通器械，建造对应的数字孪生模型，让驾驶员或许实时安排车辆的情形和位置信歇，再基于大宗行驶数据和检筑数据，便不妨展望车辆在何时那处不妨发作荆棘，过程提前治疗来预防半路扔锚等标题。同时，讲途交通摒挡的新闻主旨还能会意相邻区域内的车辆数据，为每辆汽车提供主动驾驶管事，进而不妨基于多车同步启停工作防止拥堵，基于避让行人和避让车辆任职防守交通事故。

　　在数字孪生车间中，实际临盆车间与其数字孪生模型利用产业数据总线进行连续，车间的料理者能够在全世界任何一个场所，过程电脑里的车间数字孪生模型支配实体车间现时的加工使命、加工设备的运转情景、产品的合格率等音讯，巡检工人也许头戴捏造实质头盔，在办公室里身临其境地排查设备阻碍。另外，伴随着人工智能技能的希望，经过理解车间数字孪生模型所周备的筑筑数据，也许计划出最优的坐蓐调整预备，并对实质车间内的配备举行摆布。这不只能大幅减少人类的脑力和体力做事强度，还能彰彰进步分娩安定性和效能。

　　(光明日报 作者：陶 飞，系北京航空航天大学国际交织科学切磋院常务副院长、国家智能开发大师委员会委员；刘庭煜，系东南大学笨拙工程学院副教授；胡天亮，系山东大学呆滞工程学院教授)

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