海洋廣袤無垠，蘊藏著豐富的資源。近現代以來，人類使用各種手段探索海洋探索，廣袤無垠的海洋與人類的生活越來越緊密，至少10億人口攝入的蛋白質來自海洋，全球超過90%的貨物、資料資訊交流在海洋中轉；海洋中豐富的礦產資源、獨特的經濟軍事價值等，使其成為世界各國競爭的新熱點。
我國幅員遼闊、地大物博，擁有1萬多個島嶼、300多萬平方公里的海域。黨的二十大報告指出：“發展海洋經濟，保護海洋生態環境，加快建設海洋強國。”提高海洋資源開發利用能力，加快建設海洋強國是中國式現代化的必然選擇。大力發展包括深海探測、運載等在內的海洋技術，加強海洋勘探專案的研究，有助於形成對海洋的全方位立體觀測，提升我國海洋資源的利用水平。
當下被廣泛使用的海洋裝置有衛星遙感、科考船、浮標、水下機器人等，越來越多的水下裝置被運用到海洋開發和利用活動中，然而，水下環境複雜多變，裝置能夠攜帶的能源有限，往往難以自主地適應環境改變去執行任務。
水下探測中，一般情況下隨著下潛深度的增加，水下航行器浮力會不斷增加。浮力調節系統作為涉及潛水的海洋裝置的關鍵部件，能夠為潛水器提供穩定懸浮的深度控制，並能根據工作深度的不同透過改變浮力來帶動潛水器上浮或下潛。常見的浮力調節系統詳見下圖。
變體積式通常採用油囊實現，利用液壓泵將油從內囊排至外囊以提升浮力，反之則降低浮力。這種方式可以在不改變潛水器重量的情況下調節浮力，目前被廣泛應用在輕型潛水器中。
輕型潛水器中較為常用的是油囊式浮力調節系統。值得一提的是，不僅僅侷限於潛水器，潛標、滑翔機上也有相關應用：美國研發的滑翔機Spray Glider和Seaglider、日本的潛標Deep NINJA等都是採用油囊式浮力調節系統。
上圖為採用了油囊式浮力調節系統的日本URASHIMA號，該浮力調節系統是利用直流電機來驅動齒輪油泵，使得液壓油在油箱和油囊之間抽排，從而使得整機的體積得以改變，幫助URASHIMA號實現下潛上浮運動。
國內最有代表性的無疑是Argo浮標COPEX（China Ocean Profiling Explorer，中國海洋剖面探測浮標），其浮力調節裝置示意圖如下圖所示。
該浮力調節系統中，絲槓一側和減速電機相連，另一側和柱塞相連，減速電機轉動從而帶動絲槓運動，將電機的旋轉運動轉變為柱塞的直線運動，實現油囊內液壓油的抽排。
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若需要增大浮力，則需將柱塞泵中液壓油壓入油囊，浮標排水體積變大；
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若需要減小浮力，則需將液壓油從油囊中抽回到柱塞泵，浮標排水體積減小。
數字孿生：浮力調節系統模擬
浮力調節系統的效能與潛水器的安全直接相關，應將其作為潛水器設計的重中之重。傳統的潛水器設計過程需要搭建測試場地，進行水下實驗，但由於水下環境的特殊性，加之水密裝置大多價格昂貴，使得測試存在較大困難，且發現問題難以及時修改。在研發設計過程中使用基於數字孿生概念的模擬工具，則可以較好規避此類問題。
天目全數字實時模擬軟體SkyEye是一款基於視覺化建模的硬體行為級模擬平臺，支援使用者透過拖拽的方式對浮力調節系統進行建模和模擬。SkyEye致力於真實場景下的模擬分析，可在無需二次開發的情況下執行二進位制可執行檔案，切實解決實際工程中存在的問題。
基於SkyEye模擬的浮力調節系統主要包括浮力主控系統、動力控制系統以及訊號調理系統。
圖中可見，浮力主控系統根據所接收到的訊號調理系統傳輸來的資料進行決策，控制動力控制系統產生動作，同時呼叫上位機通訊介面將浮力調節系統執行狀態上報，並接收潛水器主控系統的控制資訊。
基於SkyEye的模擬浮力調節系統能夠有效降低系統的除錯難度與成本，在正式的水下實驗前先進行模擬實驗，最大限度覆蓋可能的測試場景，便於開發測試人員分析改善可能存在的問題，提高系統效能，從而推動水下航行器的發展。數字孿生作為新質生產力，有助於加快建設海洋強國，對於我國海洋裝備的跨越式發展，以及保障我國海洋權益，都有著十分重要的意義。