2017/3/6

Digital Twin 數字化雙生


對Gartner發佈2017年十大技術趨勢的分析 文章中,討論一些新的技術趨勢,我們注意到其中兩個項目,(1) blockchain 區塊鏈 (2) Digital Twins
數字化雙生。


Blockchain:Internet問世以來最具破壞力的發明: 在啟動交易的一方,先建立一個資訊區塊(block),然後這個區塊會由網路上的幾千部、甚至幾百萬部電腦進行驗證。每一筆交易資訊都和它本身的變動歷史連結,並透過幾百萬部電腦來驗證,所以可以解決現有交易模式的信用問題。但目前在 blockchain 還在研究的過程,應該還需要一些時間才會在真實的環境上應用。


Digital Twin 數字化雙生是沒有聽過的名詞,數字化雙生(Digital Twin)是事物或系統的多元軟件模型,它依賴於傳感器數據來理解其處境,響應變化,改進操作和增加價值。


公司將使用數字化雙生主動修復和規劃設備服務、規劃製造流程、操作工廠、預測設備故障或提高運營效率,以及執行增強的產品開發。因此,數字化雙生最終將成為技術人員和傳統監測設備和控制(例如,壓力計,壓力閥)的組合的代理。


Digital Twin 可說是 IOT 未來,IOT 的重點強調收集資料,收集很多週邊環境的資料,收集很多週邊設備的資料,收集資料後可以進行分析與統計。


而 Digital Twin 在數位世界建造了一個真實世界的化身,這個化身可能會用到許多真實環境的資料,讓這個數位化身更貼近真實世界的原形,也可能用 3D 的方式,讓使用者可以使用這個虛擬化身,就像是在使用真實世紀的設備一樣。


Digital Twin 就是一種虛實融合的技術,建造一個分身的用途,無非是為了節省成本,不管是生產、測試、研發等等產品開發過程中,所耗費的成本,正因為真實世界的裝置或設備太過於昂貴,我們才需要一個虛擬的分身,可以不斷地進行分析、測試,並能隨時在損壞後就馬上復原回來。


都談Digital Twin,大咖各有解讀 提出了兩家不同公司,對 Ditigial Twin 有不同的理解。達索通過打造3D體驗平台實現Digital Twin的建立與交互,從而為具有極端複雜系統的客戶提供支持。PTC則致力於在虛擬世界與現實世界之間建立一個實時的連接,使PLM系統形成閉環,從而為客戶提供更具有競爭性和變革性的業務解決方案。


工業4.0術語:Digital Twin 數字孿生 提供了一個美國國防部的實例:到了2035年,當航空公司接收一架飛機的時候,將同時還驗收另外一套數字模型。每個飛機尾號,都伴隨著一套高度詳細的數字模型。」


每一台飛機都會伴隨著一個虛擬空間的飛機分身,透過傳感器實現與飛機真實狀態完全同步,每次飛行後,根據結構現有情況和過往載荷,即時分析評估是否需要維修,能否承受下次的任務載重等。


網宇實體系統(Cyber-Physical System, CPS) 本質就是 big data 運算,在真實實物跟數位分身之間的橋樑,CPS系統的本質就是人、機、物的融合計算,使用者、機器分身跟實物之間,三個角色的互動關聯。CPS 有著網際網路的、基於個性化服務的、基於數據決策的、基於高效節能的四大特質。


CPS 的實例1: MIT 的 Distributed Robot Garden,這個花園裡有一群的機器人負責照顧番茄。這個系統結合了感測網路(每一株植物上都有感測器會去監控植物狀態)、導航、機器人控制和無線網路。


CPS 的實例2: CarTel 計畫,這個計畫裡,有一隊的計程車會蒐集波士頓的即時交通資訊,路徑規劃就可以使用即時的交通資訊和歷史資訊規劃出最快的交通路徑。