5、流程工厂数字孪生技术综述
流程工厂数字孪生技术综述
1. 引言
近年来，各类企业面临着更快、更复杂或更不稳定的边界条件。数字化是这一现象的主要驱动因素之一，它日益融入企业的日常运营。一方面，企业不得不持续改进自身流程；另一方面，数字技术也为应对这些挑战提供了可能。在这一过程中，数字孪生的概念在过去几十年中逐渐兴起。
数字孪生从根本上描述了物理系统的虚拟表示。尽管关于数字孪生的文献众多，但目前尚未形成一个被广泛接受的统一定义。这一术语在商业和学术界都备受关注，众多出版物记录了如何利用数字孪生优化产品、流程和服务，以及创造新的业务模式。虽然数字孪生起源于制造业，但随着相关技术的成熟，它适用于需要研究虚拟与物理环境交互的所有领域。
虚拟环境具备强大的模拟和分析能力，但在进行分析和模拟时，需要考虑虚拟环境的实时性。将物理设备的信息准确地传输到虚拟环境需要高精度的技术支持，同时要确保虚拟环境的准确性和可靠性。本文聚焦于现有流程工厂数字孪生的生成和更新，研究了不同文献中的方法，并对数字孪生的定义进行了探讨。
2. 数字孪生的定义和分类
2.1 定义的发展
2003 年，迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）在密歇根大学首次提出数字孪生的概念，该概念最初与产品生命周期管理（PLM）相关，其基本特征至今未变。他定义了通过数据和信息交换连接的“真实”和“虚拟”空间。2010 年，数字孪生的基本概念被纳入美国国家航空航天局（NASA）的项目，用于模拟太空飞船舱的行为，由此产生了如今最常见的定义：“数字孪生是对飞行器或系统的集成多物理、多尺度、概率模拟，它利用最先进的物理模型、传感器更新、机队历史等数据，来反映其飞行孪生体的生命周期。数字孪生极其逼