数字孪生如何推动工程的未来？

数字孪生是一种将实体物体数字化的技术，可以在计算机中精确模拟和仿真物体的运行和行为。数字孪生是物理世界中某些事物的精确复制品，它使用物联网传感器和分析提供物理系统的数据驱动表示，除了辅助设计(CAD) 模型之外，数字孪生还可以为工程师提供虚拟工具来管理资产和资源，同时提高性能。企业也可以通过将传感器附加到他们的产品和设备来开发数字孪生，以监控系统和模拟系统动态。

数字孪生不仅仅是蓝图或原理图，它还结合了系统动态的实时模拟和一组执行控制。作为交互式模拟和一组管理工具，数字孪生管理设施、系统和机器，同时收集数据以提高性能，使用数字孪生技术来管理整个工厂，还可以预测它们的剩余寿命和最佳维护间隔。

数字孪生是数据驱动的学习系统

数字孪生正在重塑工程基础，将人类专家的数据与机器智能相结合，以前所未有的新方式推动工作的发展，通过检测异常和自动化修复过程，数字孪生可以对整个程序和流程进行建模和模拟。

数字孪生技术是任何物联网实施的一个关键特征，它使公司能够模拟流程并随着时间的推移改进运营，因此很多制造商也十分倾向于使用数字孪生技术来改善工厂流程和机器性能等运营，以优化供应链。

从工业规划和制造到风电场和工业化农业，数字孪生提供实时和预测分析，以测量和优化工程系统和流程的运行，这些虚拟分身帮助行业人员在对物理世界应用更改之前对系统进行虚拟测试，这样一来就可以用虚拟世界中吸取的经验教训来改进物理环境中的机器和系统。

使用增强现实和虚拟现实 (AR/VR)后，数字孪生便提供了可用于培训和加速组织学习能力的工具，它可以与人工智能相结合、以多种数据为食、从多个来源获取数据，以及实时控制系统、历史传感器数据和资产管理系统等等。

数据+自动化

数字孪生正在帮助推动向自动化的转变，通过将硬件、软件和数据结合在一起之后，工程师能够实时优化产品或服务的设计和运营。数字孪生还建立在人工智能、物联网和软件分析的基础上，以创建实时数字模拟，与物理模拟进行交互来获得更新和发展。

创建数字孪生网络意味着数据货币化的新机会

人工智能、机器学习和其他先进技术使用数字孪生模型来提出运营改进建议。利用传感器数据和用户反馈，数字孪生技术可以帮助工程系统独立“学习”并随着时间的推移提高性能，这涉及将过去机器使用情况的历史数据与人类数据和机器学习算法相结合，以实时监控性能。

使用数字孪生可确保数据始终流动。创建数字孪生网络意味着数据货币化的新机会。人们对无形资产（专利、商标和版权）的愈发重视，也使得知识产权及其保护的数据成为了世界上最重要的商业和国家安全资产，而这些数据对于推动新的自动化系统有着不可或缺的地位。

具有超越机器的能力

数字孪生并不局限于机器或无生命物体，虽然该技术曾经仅限于航空航天和重型机械，但现在数字孪生早已成为广泛工程领域的基础。

例如，在医疗保健领域，数字孪生可以使用生物物理模型监控和管理患者的重要数据，并将传感器数据链接到云驱动的分析，让医生可以提供最新的治疗方法来远程管理患者的医疗保健。患者器官的虚拟复制品也允许外科医生和卫生专业人员在模拟环境中练习手术，所以，数字孪生有望与基因组学和机器学习相结合，并改变医疗保健运营和改善患者护理等等。

电信中的数字孪生

在电信行业，数字孪生可以监控和管理复杂的电信网络，同时还可以从社交媒体收集数据。随着运营商增加技术层，包括连接的设备和额外的频谱带，数字孪生可以实时监控和增强这些复杂的系统。

就其范围和复杂性而言，这种软件驱动的转型可能与我们之前经历过的任何事情都不一样。数字孪生将硬件、软件和数据结合在一起，推动产品或服务的最佳设计和运营，它代表了工程范围和规模的根本转变，也使人类想象力的规模发生了转变。

基于实时云渲染的数字孪生解决方案

随着数字孪生、元宇宙、虚拟数字人等场景逐渐走向现实，高质量的场景渲染和人机交互离不开数据与算力的支撑，过去传统的图形渲染操作需要在专业软件、资源和设备上来回切换，操作繁琐，大规模场景渲染受限于本地设备性能，很难满足用户体验。

然而就此难题，依托于实时云渲染技术的3DCAT云服务平台早已能够为各类数字孪生应用场景实现CloudXR赋能。3DCAT数字孪生实时渲染解决方案应用场景了覆盖园区、社区、城市、建筑、文旅、文博、零售、制造等多个领域，可提供功能丰富，更具沉浸式、互动式的体验，通过3DCAT实时渲染云平台即可实现：

1、设备轻量化

3DCAT实时云渲染只需要任何可以打开链接的联网设备，例如Windows,Mac, iOS,Android & Browser,AR/VR设备，应用内容以视频流的方式推向终端，减少设备投入，可以实现终端无差化、移动化；

2、协同智能化

3DCAT实时渲染云将所有操作集中于一个链接中，多人打开同一链接，即可实现多人同屏互动功能；

3、成本低廉化

云端进行实时渲染，只需要折合几元到几十元每小时的使用费用，便可拥有画质极高的云端3D渲染服务。不需要关心各种网络硬件高级词汇，无需繁琐配置，省下了金钱成本，更省下了时间成本；

4、数据安全化

对实时云渲染而言计算模型和数据都部署在云端，对于客户端来说这是一种“零安装”的解决方案，用户所消费的仅仅是云流化数据，数据无需下载。

总之，数字孪生技术具有广泛的应用前景，将会成为未来工程领域的一个重要技术。通过数字孪生技术，工程师可以更加精确地预测和模拟产品和系统的性能和行为，优化设计和测试过程，提高产品的可靠性和性能。此外，数字孪生技术还可以提供更好的教育和培训机会，提高广大学生的实践能力和专业水平。

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