概述
數字孿生充分融合建模模擬技術、人工智慧、工業物聯網等新技術，建立物理物件（或過程）的虛擬對映。通過資料驅動的模擬來構建物理物件全生命週期的虛擬生命線，實現更加智慧的產品評估優化-虛擬驗證-運營維護等，增收節支、提效避險，提升競爭力，激發創新性。
北京經緯恆潤科技股份有限公司深耕數字化協同研發技術多年，提供針對工業產品研發的數字孿生解決方案。
解決方案
聚焦多學科高精度建模、異構模型整合與實時化、虛實融合、人工智慧等關鍵技術，基於產品數字孿生模型和實際資料的互動，實現產品全生命週期的數字化連通，提升產品設計與測試效率，實現產品的智慧執行和維護：
•針對產品特點和使用工況，靈活選擇建模方法，將多學科機理建模、三維模型降階、資料驅動建模等進行有機融合，並充分考慮產品中的誤差環節影響，拓寬建模覆蓋範圍、提高模型精度。
•通過實際執行資料和模型自動修正演算法，對模型進行精度評估和自動修正，保證模型與產品的一致性。
•通過通用功能介面模型開發，在儘可能保留各學科建模模擬習慣的基礎上，打通各學科模型整合驗證介面，實現系統機-電-軟異構模型的有效整合。
•通過模型實時化技術和高效能算力配置，提高模擬執行效率，實現實時模擬，提升模型與產品互動的實效性。
•基於高精度數字孿生模型，對產品進行MIL/SIL/HIL測試，作為傳統物理試驗的補充和擴充，全面評估產品設計的功能、效能，並提出改進建議。
•開發和部署故障診斷與健康管理（PHM）演算法，基於模型+資料混合驅動和人工智慧演算法，對產品的執行狀態進行監測與預測，對故障進行診斷，輔助智慧運維決策。
•建立產品不同研製階段、不同層級模型間在橫向和縱向兩個維度的關聯與追溯關係，實現基於統一引數源的模型綜合管理。
典型應用
數字孿生系統具有很好的延伸性和擴充套件性，體系建設可遵循區域性突破、示範帶動、有序建設的原則。企業可根據自身的業務重點按需定製數字孿生系統。典型應用場景簡述如下。
•複雜產品系統指標分解與驗證
複雜產品通常涉及多個強耦合學科，頂層系統指標分解難度大，難以保證指標體系的完整性和分解結果的全域性優化。基於模型的指標分解與驗證，通過系統-分系統任務場景梳理、指標分解驗證模型建立，形成完整的層次網狀指標體系，全域性優化並綜合權衡指標分解結果，充分發揮總體單位在總體方案論證中的重要作用，適應前期設計引數模糊、分系統匹配難度大等特點。
•基於模型的設計驗證與優化
隨著技術的進步和需求的提升，工業產品朝著機-電-控一體化高度整合的方向發展，不同學科間耦合強，產品效能對多專業間匹配的依賴性高，傳統的單學科模擬設計驗證已不能滿足複雜產品設計的精度和效率要求。通過模型降階技術、通用介面模型設計、統一模擬架構設計，將各類專業模型、有限元模擬模型進行有效整合，實現系統級的多學科聯合模擬設計驗證與優化。
•產品虛擬試驗
隨著工業產品由以機械化為特徵逐步向以多專業綜合化、資訊化、網路化為特徵升級換代，對試驗驗證的時效性、系統性、全面性等提出了巨大的挑戰。以物理試驗為主的驗證受到研製週期、成本、環境條件的限制，子樣有限，難以完全覆蓋極限偏差組合狀態。虛擬試驗作為新的技術途徑，週期短、成本低，能夠便捷地開展極限工況試驗、故障試驗等難以通過實物開展的試驗型別。工程實踐中根據虛擬試驗精度和體系的完善性，充分發揮物理試驗與虛擬試驗的優勢，虛實融合，相互補充促進，提升產品綜合試驗能力。
•基於資料+模型的裝置智慧運維
結合工業物聯網平臺，實現執行資料、數字孿生模型在同一平臺的互動融合，通過對裝置執行資料及數字孿生模擬進行大資料分析，進行預測性分析、規範性分析、執行優化分析，幫助企業實現智慧運維、新產品迭代升級等增值服務。基於資料+模型的裝置智慧運維，以虛擬感測器的形式更全面地獲取產品狀態資料，能夠更及時地評估產品狀態和故障定位，實現傳統資料分析的飛躍。
技術服務
•數字孿生模型構建
♦ 建模規範構建
♦ 多學科系統建模
♦ 有限元模型降階
♦ 異構模型整合
♦ 模型修正與更新
♦ 虛實互動介面開發
♦ 模型實時化
•數字孿生應用開發
♦ 系統指標分解與驗證
♦ 產品系統效能優化
♦ 產品故障注入模擬
♦ 產品虛擬試驗驗證
♦ 產品狀態監測與健康管理
♦ 產品全流程研發平臺開發與整合
系列專題
更多關於數字孿生詳細技術以及在具體工程實踐中的應用案例的介紹，敬請關注我司的數字孿生專題。
•概述-基於模擬的數字孿生系統構建與應用
•關鍵技術-機電產品多學科建模與整合
•關鍵技術-三維有限元模型降階與整合
•關鍵技術-複雜模型實時化
•關鍵技術-數字孿生模型的關聯與追溯
•關鍵技術-物理產品與數字模型的虛實互動
•典型應用-系統指標分解與驗證
•典型應用-機電產品設計驗證與優化
•典型應用-機電產品虛擬試驗
•典型應用-機電產品智慧運維
