安世亚太:无仿真,不孪生

   近年来 , 数字孪生体逐渐成为工业、产业、军事、民生等各个领域的智慧新代表 , 受到了越来越多的关注 。 安世亚太作为中国仿真技术应用的先驱者 , 认为数字化模型的仿真技术是创建和运行数字孪生体、保证数字孪生体与对应物理实体实现有效闭环的核心技术 。 安世亚太高级副总裁、数字孪生体实验室主任田锋提出“无仿真 , 不孪生”的观点 , 并从下文详细分析了数字孪生制造中的仿真、数字孪生产业中的仿真、数字孪生城市中的仿真、数字孪生战场中的仿真 , 以及VR、AR及MR等技术的重要价值 。

  

数字孪生制造中的仿真

   由于仿真兴起于制造业 , 在制造业的应用也最为广泛 , 所以在在制造场景下的仿真类型也最为丰富 , 涉及到的仿真包括产品仿真、制造仿真和生产仿真等几大类 , 每项大类包括一系列小类 。

  

1)产品仿真

   a.系统仿真:系统仿真主要关注构成系统的整体特性 , 并不关注其构件本身的特性 。 把构成系统的各个部件用最简单的符号来代表 , 但这个符号需要赋以能表征是这个部件的特性 。 各个部件之间用简单符号(如线条)连接起来 , 这个连接需要赋以能代表两者作用关系的特性 。 通过整体计算来仿真整体系统的特性 。

   b.多体仿真:多体仿真主要关注构成结构的构件之间的运动关系 , 不关注构件自身的内部特性 。 把构成系统的各个部件用简单的刚体建模 , 各部件之间的连接关系按照实际情况定义 , 这个连接需要赋以能代表两者作用关系的特性 。 通过整体计算来仿真整体和单个构件的运动 。

   c.场仿真:场仿真是对物理场(譬如应力应变(即结构)场、温度场、流场、电磁场等)进行仿真 。 采用计算对象(结构及其运行环境)的真实材料特性 , 用逼近真实(或做一定程度的简化)的形状对计算对象进行建模 , 通过物理场方程准确计其性能参数 。

   d.虚拟试验:利用仿真技术来模拟试验过程 , 施加的环境条件与试验现场相同 , 以提高试验的效率和质量 。


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安世亚太:无仿真,不孪生。 制造场景下的产品仿真示例

  

2)制造仿真

   a.工艺仿真:通过对类似铸造、锻造、切削、热处理、焊接这样的工艺机理的模拟 , 利用材料学、传热、固体力学、流体力学等科学计算来判断这些工艺实施的可行性、效率和效果 。 工艺仿真不同于后文的数控加工仿真 , 后者是通过图像学原理来对数控程序进行校正 。


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