智能設(shè)備數(shù)字孿生應(yīng)用 課件 6、數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域-工業(yè)邊界

智能設(shè)備的數(shù)字孿生授課教師：卞化梅數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理數(shù)字孿生與云計算數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)2.12.22.3第二章

數(shù)字孿生的相關(guān)領(lǐng)域2.4數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生與車間生產(chǎn)數(shù)字孿生與智能制造數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.52.62.7知識目標(biāo)：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握產(chǎn)品全生命周期管理概念；

理解數(shù)字孿生與產(chǎn)品全生命周期管理；

理解大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生的關(guān)系；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念；

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵名詞；理解車間生產(chǎn)智能化管理和車間生產(chǎn)與數(shù)字孿生；了解智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行；

了解我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進情況；

了解數(shù)字孿生與工業(yè)邊界。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)能力目標(biāo)：

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能正確的闡述產(chǎn)品全生命周期管理概念；

能清晰描述數(shù)字孿生與全生命周期之間的關(guān)系；

能舉例說明生活中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的3-4個案例;

能辨別工業(yè)互聯(lián)的關(guān)鍵名詞;

能描述哪些屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；

能正確描述車間生產(chǎn)智能化哪些場景可以使用數(shù)字孿生技術(shù)；

能說出1-2個智能制造標(biāo)準(zhǔn)；

能正確描述自動駕駛系統(tǒng)與數(shù)字孿生關(guān)系；

能描述智能城市數(shù)字孿生的特征。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的方法與途徑。培養(yǎng)學(xué)生對知識的聯(lián)想能力與舉一反三的能力。

數(shù)字孿生賦能全生命周期管理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，我國出臺了很多關(guān)于促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的舉措，對我國重要的幾個城市進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的布局。我國智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展及其推進情況，強調(diào)了智能制造是我國制造強國建設(shè)的主攻方向。通過自動駕駛系統(tǒng)、城市數(shù)字孿生、智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進一步說明數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。通過智慧園區(qū)管理等與數(shù)字孿生的關(guān)系，進一步說明數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.7復(fù)習(xí)與鞏固工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生的關(guān)系車間生產(chǎn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)先行我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作推進情況2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界工業(yè)重工業(yè)采掘(伐)工業(yè)原材料工業(yè)加工工業(yè)輕工業(yè)以農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)以非農(nóng)產(chǎn)品為原料的輕工業(yè)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界自動駕駛是汽車產(chǎn)業(yè)與人工智能、高性能計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)以及交通出行、城市管理等多領(lǐng)域深度融合的產(chǎn)物，對降低交通擁堵、事故率，幫助城市構(gòu)建安全、高效的未來出行結(jié)構(gòu)，對汽車產(chǎn)業(yè)變革，以及城市交通規(guī)劃具有深遠的影響。01.自動駕駛系統(tǒng)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界自動駕駛系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展03第三階段基于傳感器數(shù)據(jù)和計算機視覺技術(shù)的自動駕駛系統(tǒng)02第二階段實現(xiàn)高可用性和彈性擴展的游戲服務(wù)器01第一階段基于傳感器數(shù)據(jù)的自適應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)04第四階段基于深度學(xué)習(xí)和人工智能的自動駕駛系統(tǒng)2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界

2021年12月《“十四五”推動高質(zhì)量發(fā)展的國家標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃》。該規(guī)劃明確指出“圍繞智慧城市分級分類建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造、城市數(shù)字資源利用、城市數(shù)據(jù)大腦、人工智能創(chuàng)新應(yīng)用、城市數(shù)字孿生等方面完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)”，明確將城市數(shù)字孿生納入智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界1.城市數(shù)字孿生圖2-32城市數(shù)字孿生物理空間（保障城市經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐）·城市時空位置·城市要素·城市生態(tài)環(huán)境2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界1.城市數(shù)字孿生圖2-33城市數(shù)字孿生概念模型社會空間（用于描述城市社會中個體與個體、個體與群體、群體與群體等關(guān)系和活動的總和）數(shù)字空間（城市數(shù)字孿生的載體）2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進

城市數(shù)字孿生通過布設(shè)覆蓋城市范圍的多種類型傳感器，對城市運行狀態(tài)進行多維度、多層次精準(zhǔn)監(jiān)測，實現(xiàn)對城市環(huán)境、設(shè)備/設(shè)施運行等的全方位感知，實時獲取城市全域全量運行數(shù)據(jù)，為城市數(shù)字孿生提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進圖2-34城市數(shù)字孿生精準(zhǔn)映射2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進

城市數(shù)字孿生具備智慧能力的體現(xiàn)，是實現(xiàn)對物理城市進行科學(xué)預(yù)測、指導(dǎo)與優(yōu)化的關(guān)鍵。可以依據(jù)物理城市的真實運行數(shù)據(jù)，構(gòu)建不同場景下的推演模型，進而模擬和分析物理城市的運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，推演預(yù)測物理城市的發(fā)展態(tài)勢與運行結(jié)果，并提出優(yōu)化建議，輔助城市日常管理、應(yīng)急指揮和科學(xué)決策。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進

通過將感知的多源數(shù)據(jù)進行數(shù)字化建模和可視化渲染，城市數(shù)字孿生提供了全要素、全范圍、全精度真實的渲染效果，實現(xiàn)全空間信息和城市實時運行態(tài)勢的動態(tài)展示。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進

物理空間與數(shù)字空間的互操作和雙向互動，借助物聯(lián)網(wǎng)、圖形/圖像、AR/VR、人機交互等領(lǐng)域技術(shù)的協(xié)同和融合，實現(xiàn)城市級虛實空間融合、控制與反饋等能力。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界2.城市數(shù)字孿生典型特征B精準(zhǔn)映射C智能推演D動態(tài)可視E虛實互動A全面感知F協(xié)同演進

協(xié)同演進是城市數(shù)字孿生具有高階智慧能力的體現(xiàn)。城市數(shù)字孿生過程中，物理城市與數(shù)字城市在城市運行、數(shù)據(jù)、技術(shù)、機制等方面存在長期協(xié)同關(guān)系，長期相互反饋、相互影響。物理空間：為實現(xiàn)城市數(shù)字孿生，首先需對物理空間以及社會空間中的物理實體對象、事件對象以及關(guān)系對象進行數(shù)字空間的虛擬表達以及映射。信息基礎(chǔ)設(shè)施：提供感知、連接、存儲以及計算能力的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，其中感知基礎(chǔ)設(shè)施包含嵌入式傳感基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施以及測繪基礎(chǔ)設(shè)施等。2.7數(shù)字孿生與工業(yè)邊界3.城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)圖2-35城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)數(shù)字資源是城市各類數(shù)據(jù)的總和，是構(gòu)建城市數(shù)字孿生系統(tǒng)的基礎(chǔ)。交互服務(wù)：提供多種類型的能力開放界面，通過統(tǒng)一規(guī)范的交互界面實現(xiàn)跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通以及服務(wù)調(diào)用，通過提供平臺化、輕量化數(shù)據(jù)、API、消息、應(yīng)用等集成能力，第三方應(yīng)用可以對功能組件進行靈活組合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和技術(shù)邏輯的分離。通用服務(wù)：為城市數(shù)字孿生提供基礎(chǔ)共性能力支撐。其中數(shù)據(jù)服務(wù)是對數(shù)據(jù)資源利用提供的通用支撐服務(wù)，包含但不限于數(shù)據(jù)模型、資產(chǎn)管理以及數(shù)據(jù)治理。孿生服務(wù)：城市數(shù)字孿生所需的特性服務(wù)，包括但不限于感知互聯(lián)、實體映射、多維建模、時空計算、仿真推演及可視化。安全管理：根據(jù)城市安全管理制度，開展數(shù)據(jù)安全、信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全、安全預(yù)警和應(yīng)急處理等管理工作。