數(shù)字孿生已引起國內(nèi)外的廣泛重視,可看作是連接物理世界和數(shù)字世界的紐帶。其通過建立物理系統(tǒng)的數(shù)字模型、實時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)并驅(qū)動模型動態(tài)更新實現(xiàn)系統(tǒng)行為更準(zhǔn)確的描述與預(yù)報,從而在線優(yōu)化決策與反饋控制。本文分析表明數(shù)字孿生體相比一般的模擬模型,具有集中性、動態(tài)性和完整性的突出特點。數(shù)字孿生的發(fā)展需要復(fù)雜系統(tǒng)建模、傳感與監(jiān)測、大數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動分析與決策和數(shù)字孿生軟件平臺技術(shù)的支撐。在航空航天領(lǐng)域,數(shù)字孿生可應(yīng)用于飛行器的設(shè)計研發(fā)、制造裝配和運行維護(hù)。重點討論了應(yīng)用機(jī)身數(shù)字孿生進(jìn)行壽命預(yù)測與維護(hù)決策的案例,相比于周期性維護(hù),具有檢修次數(shù)更少、維護(hù)成本更低的優(yōu)勢。最后,給出了數(shù)字孿生在空間站、可重復(fù)使用飛船的地面伴飛系統(tǒng)中的初步應(yīng)用框架。 

【文章來源】：航空學(xué)報. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

數(shù)字孿生體概念

5）數(shù)字孿生軟件平臺技術(shù)。數(shù)字孿生的實現(xiàn)需要發(fā)展新的工具平臺，集成多物理場仿真、數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析、動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策等多個功能模塊，同時借助虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality,VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality,AR）等可視化技術(shù)，使決策者能夠快速準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)實際狀態(tài)，從而指導(dǎo)對系統(tǒng)的操作，實現(xiàn)效能更高的控制與優(yōu)化。3“范式”革命

聯(lián)合數(shù)字孿生中的DDDAS和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)模型的動態(tài)更新，還能夠?qū)ο到y(tǒng)的性能狀態(tài)開展在線的風(fēng)險評估，即量化不確定輸入（載荷、邊界、材料參數(shù)等）對飛行可靠性的影響。而后通過虛擬仿真平臺，預(yù)演不同任務(wù)參數(shù)下的飛行場景，并量化不同參數(shù)下的飛行可靠性，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的各類智能算法，動態(tài)優(yōu)化操作以應(yīng)對突發(fā)工況。通過對系統(tǒng)狀態(tài)的實時管理，能夠提高響應(yīng)速度，實現(xiàn)效能更高的控制與優(yōu)化。同時，在系統(tǒng)性能出現(xiàn)顯著下降、維修成本不經(jīng)濟(jì)之前，進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，避免周期性維護(hù)的高成本和響應(yīng)慢的問題，既能夠提升系統(tǒng)的可用性、又可以保證安全性和經(jīng)濟(jì)性，如圖3所示[35]。4 數(shù)字孿生在航空航天中的應(yīng)用

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3410011