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为什么智慧城市需要数字孪生?

2022-07-22作者:捷码浏览:

数字孪生究竟是什么?

按照最简洁的定义,数字孪生就是物理实体的3D模型,而且该3D模型的动画是由真实实体的实时数据驱动的。

一套数字孪生包括:

一个物理实体,它生成关于其运作的实时数据,或使用传感器收集关于其周边活动的实时数据。

一个该物理实体的3D模型。

从物理实体到3D模型的实时数据流送。

一个基于软件的机制,根据收到的实时数据,使3D模型的视觉表现或运行表现与物理实体保持一致。

不过,理解数字孪生的定义是一回事,理解你可能需要数字孪生的原因则是另一回事。

为什么智慧城市需要数字孪生?

假设工作要求优化一家工厂的生产流水线,尝试减少制造时间或成本。第一步工作就是构建该工厂的3D模型,其中包含了生产涉及的一切——机器、机器人、原材料、传送带、叉车、推车,乃至工人。然后,在那座实体工厂里,对机器和机器人进行配置,让它们发送关于自身运作情况的实时数据,例如完成一个循环的时间长度等等。在关键区域布置传感器,以便了解什么时候会发生变化,比如一个货盘的原材料送达,或者成品装满某个容器。

接下来,设置一个软件界面,用于处理实时数据和实时更新3D模型。这时候就有了这家工厂的最新情况的表示,可以在电脑屏幕乃至VR中查看——这就是这家工厂的数字孪生。

在任何时候,主管和工程师都可以通过观察数字孪生来看到工厂车间实况,甚至可以与其交互。可以拉近视角来查看某个特定流程的运行情况,也可以拉远视角来查看它对整体流程的影响。还可以通过数学模型和工具,进一步分析捕获的数据。

从这个例子你就可以看出,数字孪生能够服务于多种用途:

- 工厂管理

- 智慧城市规划

- 无人驾驶汽车测试和运行

- 各种设备的使用情况、流量、工作流程分析等

智慧城市规划为例

如果获得交通模式的鸟瞰图以及精确到毫秒的车流变化和交通信号灯数据,就可以帮助城市规划人员分析交通模式,确定在哪些位置添加新的信号灯或改变现有信号灯的切换时机。这样的数字孪生还可以帮助他们判断加新购物中心或办公楼的可行性,或者新增一条高速公路出口匝道是否能缓解市中心的拥堵,等等

对于无人驾驶汽车,可以将来自传感器的数据与车辆的速度、制动、启动和转弯数据相结合,应用于3D模型,从而了解车辆任何时候的动态。可以将视角拉近到仪表盘,查看那里的视野,也可以在车辆运动时获得不断变化的实时数据指标。使用数字孪生,工程师可以获得单靠数据流送难以把握的深刻见解。

通过工厂的数字孪生,你可能会注意到,如果把某些原材料或机器人放置在离特定机器更近的地方,可以大大缩短生产时间。通过智慧城市的数字孪生,城市管理者也能大幅提升城市公共服务的便捷性、稳定性、高效性、安全性。

简而言之,数字孪生想要与各行各业的具体业务场景,实现充分融合,发挥其突破性的作用,则必然面临要开发大量的智能化、数字化应用系统的过程。而捷码低代码开发平台,恰好是国内最擅长开发智能化、数字化软件的一款通用型、全技术栈低代码平台。它提供一个低成本的敏捷开发模式,能为各行业的数字化转型过程,提供PAAS层的云化开发工具,以低成本的优势,加速数字孪生的普及与场景渗透。

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