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    元宇宙尚远 数字孪生的应用边界却在迅速拓展

    责任编辑:shjiaz 作者:查士加 |来源:企业网D1Net  2022-02-10 16:57:12 本文摘自:企业网D1Net

    如果说备受资本追捧的元宇宙距离具体的落地实现还很遥远,那么,数字孪生的应用边界却在迅速拓展,并且实实在在存在于人们的身边。从市场前景来看,数字孪生是热度最高的数字化技术之一,存在巨大的发展空间。

    数字孪生在早期被定位为下一代PLM系统的“虚拟完美模型”(Virtually perfect Model),经历了虚拟产品管理、工业互联网和数字化战略技术三个发展阶段。业界普遍认为,数字孪生应用最为广泛的领域是智能制造,实际上,数字孪生作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术,面向产品全生命周期过程,发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用,提供更加实时、高效、智能的服务,已经充分融入到各行各业中,切实改变着人们的工作和生活。

    一、数字孪生主播真假莫辨

    以企业网D1Net所在的媒体行业为例,基于数字孪生+人工智能的深度应用,「每日经济新闻」以真人为原型做的数字孪生人主播,直播新闻70天几乎未被粉丝和用户认出并非真人。它将人工智能虚拟人类的整体自然度,提升到和真实人类相比真假莫辨的程度,并且实现了视频采编播全流程的无人化操作,「每经AI电视」成为首个7x24小时不间断播出的AI视频直播产品。

    数字孪生人主播不仅形象是由AI建模生成的,从金融资讯文本生成,到通过预训练实现音画同步播报,再结合同步场景进行动态绘制,最终生成完整的直播推流,全部由 AI 完成,不需要任何人参与。数字孪生主播吐词清晰自然,还加着手势和微表情,与真人的直播状态别无二致。目前,数字孪生人已经能在视觉、声音和文字上做到自由表达,这预示着虚拟人的交互即将实现多模态。

    二、数字孪生助力北京冬奥会

    2022北京冬奥会无疑是一届充满智慧的精彩体育盛会,让人们充分感受到了科技与奥运之美。实际上,本届冬奥会从赛前训练、场馆建设、运营保障到赛事直播,充分融入了数字孪生技术。

    例如三维运动员追踪技术(3DAT)以数据和图像形式,精准输出运动员的运动数据和生物力学方面的状态和表现,通过分析和有针对性的调整,助力运动员提升竞技水平。在场馆建设方面,基于数字孪生场馆模拟仿真服务(VSS),工作人员无须亲临现场,就可以在多终端操作系统,从前期的3D建模,到在三维世界进行多端协作,确保VSS实时、有效、灵活、精准实现场馆空间规划、运行设计及细节管理。

    本届冬奥会涉及三个赛区,数十座场馆,背后的电力运行系统相当庞大。在运营保障方面,依托数字孪生、云计算、大数据等新一代信息技术打造的“冬奥供电保障指挥平台”,对内汇集安监、调控、营销、设备、物资、交易、信通等各专业数据,对外接入赛事、舆情、气象、交通等各类信息,综合多源异构数据构建冬奥供电保障全要素数据中枢;可对电力输送、设备运行、资源指挥、任务执行等多领域的运行态势进行监测和分析,有效提升电网供电监测能力和应急响应速度,确保冬奥会期间电力系统的安全稳定运行。

    在赛事直播方面,从开幕式,到冰球、花样滑冰、短道速滑等比赛项目,结合VR技术,将沉浸式的内容提升到了更高水平,从录制、生产到分发,在全球进行实时、全景、8K超高清、3D、强交互的VR直播,使观众可以在赛事过程中拥有更多的观看视角,可以捕捉到精彩的定格画面,如同亲临奥运现场,感受前所未有的沉浸式观赛体验。

    三、数字孪生助特斯拉迈向成功

    数字孪生最广泛的应用场景无疑是工业领域,这从数字孪生的三个发展阶段可见一斑。汽车是数字孪生最重要的应用场景,特斯拉是数字孪生技术的早期受益者之一,它针对汽车制造的特点,对美国航天局(NASA)的数字孪生进行“降维”使用,即降低仿真精度要求,简化相关流程。特斯拉将数字孪生体模型作为所有数据的载体,在此基础上进行分析和制造,这个流程不断循环、改进,为生产每一辆汽车提供数字化解决方案。

    特斯拉建立的研发、制造和使用全流程的数字孪生体,已经可以实现可持续改进,在全球下一代汽车竞争中,明显处于优势地位。虽然特斯拉是数字孪生技术应用的佼佼者,但是却对此闭口不谈,其对数字孪生的研究与应用究竟达到了何种程度,不为人知。尽管如此,数字孪生已经成为汽车及零部件企业加速应用的重要技术之一,西门子、博世、宝马、吉利汽车等企业均已在数字孪生领域展开相关应用。

    四、数字孪生与智慧水利

    在水利行业应用中,借助数字孪生技术能够建立防汛减灾、水资源管理与调度、水资源保护、水土保持和流域规划等业务机理模型,逐步建立各水利工程实体的几何外观孪生、全生命周期孪生及多尺度孪生,为实现数字化场景、智慧化模拟、精准化决策的智慧水利建设服务。

    构建流域数字孪生模型,涉及的关键技术包括BIM设计、无人机倾斜摄影、机理数学模型、GIS+融合和河流数字孪生模型构建等。以黄河防汛减灾业务应用模型为例,主要包括气象径流预报、洪水预报、冰情预报、洪水泥沙调度和洪水泥沙演进等五类应用模型。利用“数字黄河”建设中的模型研发成果,黄河水利科学研究院智慧水利创新团队在黄河防汛水旱灾害防御领域开展了一系列的应用实践,实现了动态感知、预报调度、方案预演、方案对比、预警发布、智慧河务等功能。

    五、数字孪生与国防军事

    经过近十年的发展,数字孪生技术已成为美国空军和洛马公司的顶层战略,并成功在预测性维护、研发设计、系统集成和作战模式中应用。

    工业4.0研究院在《数字孪生国防白皮书》中指出:数字孪生在未来5年内将成为国防发展的主角,除了能在运行维护中发挥难以替代的作用,在装备系统研制阶段也将大量引入数字孪生技术。不仅如此,数字孪生战场也将初步成为现实。

    2021年,我国成立数字孪生战场实验室(DTBL,Digital Twin Battlefield Laboratory),现已初步形成了以JADC2为标杆的数字孪生战场研究体系,重点关注战场环境、战术网络和装备系统三个方面。以战场环境为例,借助数字孪生技术,基于相同战场环境和战场态势,能够在同一平台上针对不同用户从不同角度和层级提供态势信息展示,即所有指挥和作战单元都能够实时和精确地“看”到整个战场的“同一幅画面”,并且可以主动提取态势信息,生成与任务相关的态势图,建立可以讨论和组合不同视角观点的协作环境。

    数字孪生还可用于军事训练场的建设,让‘虚景实训’成为可能。地理信息研究领域知名专家王明孝认为:数字孪生在作战仿真实验、沉浸式模拟训练等方面具有广阔的应用前景。

    结语

    以上只是数字孪生行业应用中的一部分缩影,除此之外,数字孪生已在智慧城市、智慧园区、智慧工厂、文旅服务、交通运输、能源电力、地产建筑等诸多行业全面开花,形成了一系列行业落地实践。

    在元宇宙投资热潮的背景下,企业在进行战略和业务调整前务必进行深入思考,是否具备面对大浪淘沙的实力和勇气?企业网D1Net建议:无论是与否,都不妨从正在走向成熟的数字孪生技术和应用入手,结合企业所在的行业、业务现状以及实际需求,提升技术底座和基础能力,优化客户体验,静待元宇宙相关的产品、设备和平台逐渐成势,再找准优势和时机入局。

    关键字:数字孪生 应用 元宇宙

    本文摘自:企业网D1Net

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