本文是多个组织共同努力的结果。AIAA 数字工程集成委员会 (DEIC) 整合了多个部分的组织作者身份。本文描述的通用参考模型由 INCOSE 基于模式的系统工程工作组编写,并针对本文介绍的数字孪生进行了量身定制。本文讨论的八个现实世界数字孪生用例由诺斯罗普·格鲁曼公司 (Cygnus 案例研究)、NASA 综合计算材料工程 (ICME) 优化 Aurora D8 飞机先进复合材料部件案例研究)、范德比尔特大学 (旋翼机部件数字孪生案例研究)、STEP Tools, Inc. (制造数字孪生系列案例研究)、波音公司 (更智能的座椅认证测试案例研究)、佐治亚理工学院 (Kendeda 大厦案例研究)、通用电气 (数字幽灵案例研究) 和土耳其航空航天公司 (铁鸟数字孪生案例研究) 编写。
• Aerojet 战术战斧 • 空中客车 A330/340 • 波音 Delta IV、AH-64、C-17、V-22、F-15、F-18E/F、737NG、747-400、767、777 • 庞巴迪挑战者 605、Q300 • 赛斯纳 CJ4 • 巴西航空工业公司 ERJ 135/145、飞鸿 100、飞鸿 300 • 通用电气 F110、F404、F414 • 湾流 G200、G350/450、G500/550、G650 • 韩华 T-50 • 洛克希德马丁 F-16、F-22、F-35 CTOL/STOVL、猎鹰、JASSM、RATTLRS、Polecat • 三菱重工 F-2 •诺斯罗普·格鲁曼 E-2C/D、X-47B • 轨道科学公司 GMD • 普惠 F119 • 雷神格里芬 • 雷神/洛克希德标枪 • 劳斯莱斯升力风扇 • 西科斯基 UH-60、SH-60、S-92
竞争对手 在商业客运航空发展的早期,航空航天业依靠军事投资,但如今情况往往相反。就发动机而言,多年来,商业制造商在节省燃油效率、可靠性和可维护性方面取得了巨大进步。事实上,B-52 目前的 TF33 发动机源自普惠公司的商用 JT3,该发动机的变型曾用于波音 707 等客机。CERP 计划只是利用这一模式的最新项目。CERP 发动机合同的三家竞争对手——劳斯莱斯、通用电气航空和普惠公司——正在提供各种商用喷气式发动机,其尺寸、重量和推力特性与 TF33 大致相同。为了最大限度地减少集成挑战,改装计划将保留当前的 B-52 推进配置:四个双引擎吊舱,每翼两个。空军放弃了早先为飞机重新配置四个更大发动机的计划,因为这需要对机翼进行昂贵的改造。
两架由陆军/工业界资助的联合多用途技术演示机 (JMR TD) 模拟了 30,000 磅(13.6 公吨)的 FLRAA。在 214 个飞行小时中,Bell 280 Valor 倾转旋翼机在两台 4,500 轴马力的通用电气 T64 发动机的平飞中达到了 305 kt(565 km/h)的速度。在飞行测试结束时,Bell 工程师拆除了 Valor 螺旋桨和驱动系统,以验证其先进的倾转旋翼机设计和维护概念。Bell FLRAA/V-280 副总裁兼项目经理 Ryan Ehinger 解释说:“我们完成了所有 JMR 飞行和地面测试,验证了我们的模型是有效的,并且我们的性能符合我们的要求。”在贝尔驱动系统测试实验室进行了 800 小时的地面测试后,Valor 仅经过 43 小时的限制地面运行便可开始进行包络扩展。
电机用于各种应用,包括航空航天、牵引、风能和海水淡化。他曾担任 IEEE IAS 运输系统委员会主席和电机委员会副主编。他是 IEEE 2011 能源转换会议和博览会 (ECCE) 的技术项目主席。他是 ECCE 2014 的总主席和 2015 ECCE 指导委员会主席。他是 IEMDC 2019 的总主席。他是 IEEE IAS 工业电力转换系统系主任 (2018-2019) 和 IEEE 工业应用协会执行委员会成员 (2016-2019)。他是 IEEE 院士和 Sigma Xi 成员,曾获得两项论文奖。他曾获得多项奖项,包括 2009 年 IAS Andrew W. Smith 杰出青年会员奖、威斯康星大学校友会“2009 年 40 岁以下前进”杰出校友奖、通用电气全球研究中心“2011 年赫尔奖”(针对早期职业研究人员)和 2019 年 Nagamoori 奖。
俄亥俄州最大的航空航天集群位于辛辛那提,由 GE 航空集团支撑,该公司是世界领先的喷气发动机制造商,在俄亥俄州西南部拥有 9,000 多名员工。GE 航空集团的发动机为波音 747-8、777、777x 和 787 提供动力。GE 航空集团与位于辛辛那提的赛峰航空发动机公司成立的 CFM 国际合资企业 (JV) 为空客 A320neo、A321neo 和波音 737Max 飞机生产 LEAP 发动机,其 GE-普惠合资企业为 A380 制造发动机,GE 与本田的合资企业生产轻型商用喷气发动机。通用电气航空为远程 777x 设计的 GE9X 发动机将于 2020 年投入运营,届时将成为世界上最大的喷气发动机。莱特-帕特森空军基地位于辛辛那提以北 50 英里处,航空工程师均在辛辛那提大学接受培训。
Lisa Carnahan,美国国家标准与技术研究所 (NIST) Melanie Darovitz,凯撒基金会健康计划/医院 Kathryn Drzewiecki,美国食品药品管理局/设备和放射健康中心 (FDA/CDRH) Marc Edgar,通用电气医疗 - 数字 Jesse Ehrenfeld,美国医学会 Lars Lynne Hansen,诺和诺德 Lacey Harbour,Harbour Regs LLC Zack Hornberger,医学成像和技术联盟 (MITA) Patrick Jones,飞利浦 Cameron Loper,MPR Associates Inc Christina Silcox,杜克-马戈利斯卫生政策中心 Andrew Southerland,弗吉尼亚大学神经病学和公共卫生科学系 Scott Thiel,Navigant Consulting Inc Sylvia Trujillo,美国医学会(前身)和 Compassion & Choices(现任) Jamie Wolszon,先进医疗技术协会 (AdvaMed) Krista Woodley,强生公司
1.简介 “数字孪生”一词有多种定义,包括高保真模拟、虚拟组织、虚拟现实表示和仿真设施。除其他应用外,其用途主要集中在优化、监控、诊断、预测和规范能力方面(Kenett 等人,2016 年)。它起源于数字工厂的概念(Jain 和 Shao 2014 年)。我们在此使用的定义是,数字孪生是使用运营实时数据和其他来源对物理资产或系统在其生命周期内进行数字化表示,以推动业务成果。数字孪生概念已被领先的制造公司实施。福特汽车公司通过使用数字孪生评估和优化设计来提高装配线性能(IMT 2013 年)。沃尔沃集团全球(2017 年)展示了如何使用数字孪生验证变更。通用电气开发了飞机发动机的数字孪生。主要商业软件供应商通过集成支持虚拟工厂的开发
Prafull Sharma 拥有丰富的工业经验,特别是在腐蚀管理数字化方面,他在这方面有多项发明。Prafull 目前担任英国 CorrosionRADAR Ltd 的首席技术官,该公司利用工业物联网 (IIoT) 带来创新的腐蚀监测技术。CorrosionRADAR 发明了一种预测性 CUI 监测系统,该系统正在获得全球关注,解决了该行业的一个大问题。在担任现职之前,Prafull 曾在通用电气研发部门工作,在那里他开发了几种传感和无损检测技术。Prafull 在英国克兰菲尔德大学获得博士学位。他在工业技术开发方面拥有超过 15 年的经验,特别是在石油和天然气行业的资产完整性和自动化方面。他还拥有超过 15 项国际专利和创新。
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