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利用数字孪生进行过程预测 - SE@RWTH
摘要 — 从事件日志中发现流程以及在运行时使用流程模型进行流程预测是改进复杂系统数字孪生运行越来越重要的方面。流程挖掘功能与模型驱动的数字孪生架构的集成提出了一个问题：哪些模型对于设计时和运行时的模型驱动数字孪生工程很重要。目前，不同的研究社区正在开展流程挖掘和模型驱动的数字孪生研究。在本立场文件中，我们主张将两个研究方向进行整体结合，以促进在运行时利用未来系统的数据和模型。提出的立场基于生产互联网卓越集群中流程挖掘专家和软件工程专家之间的持续讨论、研讨会和联合研究。我们旨在推动进一步的联合研究，将流程挖掘技术与模型驱动的数字孪生相结合，以便在运行时有效地结合数据和模型。索引术语 — 流程挖掘、数字孪生、模型驱动开发、Models@run.time
数字孪生在生物医学领域的机遇与挑战...
Karen E. Willcox（主席）是德克萨斯大学奥斯汀分校奥登计算工程与科学研究所所长、研究副总裁和航空航天工程与工程力学教授。她还是圣达菲研究所的外部教授。在 UT，她担任 W. A.“Tex” Moncrief, Jr.基于模拟的工程与科学主席和 Peter O'Donnell, Jr. 计算系统百年主席。在 2018 年加入奥登研究所之前，她曾在麻省理工学院担任教授 17 年，担任麻省理工学院计算工程中心的创始联席主任和麻省理工学院航空航天系副主任。在加入麻省理工学院教职员工之前，她曾在波音幻影工程公司 (Boeing Phantom Works) 的混合翼身飞机设计小组工作。她是工业与应用数学学会 (SIAM) 会员、美国航空航天学会 (AIAA) 会员，并于 2017 年因对航空航天工程和教育的贡献被任命为新西兰功绩勋章 (MNZM) 成员。2022 年，她当选为美国国家工程院 (NAE) 院士。威尔科克斯 (Willcox) 是下一代工程系统设计、优化和控制计算方法开发和应用的先驱。她的许多活跃研究项目和与工业界的合作正在开发核心数学和计算能力，以实现大规模预测数字孪生。
未来电力系统的数字孪生
摘要：电力系统不可避免地要向可持续和以可再生能源为中心的电力系统转变，这一转变伴随着巨大的多样性和重大挑战。需要相应改变运行策略，采用更多的智能化和数字化，例如信息物理系统 (CPS)，以实现所有系统层面（组件、单元、工厂、电网）的最佳、可靠和安全运行，并利用大数据。数字孪生 (DT) 是实现 CPS 的一种有前途的方法。本文全面回顾了它们在电力系统中的应用。回顾表明，现有的 DT 定义与未来电力系统对 DT 的要求之间存在差距。因此，通过使当前定义适应这些要求，引入了“数字孪生系统 (DTS)”的通用定义，最终提出一个多层次、可任意扩展的“数字孪生系统 (SDTS)”的想法。 SDTS 可通过开源框架实现，该框架可充当不同 DTS 之间的中央数据和通信接口，这些 DTS 可通过“报告模块”进行交互，并由“控制模块”(CM) 进行监管。本文讨论了涉及多个系统级别的示例应用场景，以说明所提出的 SDTS 概念的功能。
数字孪生在复杂物流中的应用
在此背景下，一种开始彻底改变许多行业的工具就是数字孪生。数字孪生是对象或过程的虚拟表示，其许多潜在用途之一是通过数字化测试不同场景（没有实际风险）来促进决策。这项技术可以创建机器、建筑物、工厂、城市或港口的“孪生”。目前还在研究创建患者的数字孪生，以探索治疗疾病的疗法。工业 4.0、港口和物流管理以及行业与社区之间的互动是这项新技术可行应用的其他领域。数字孪生还可以成为实现联合国 2030 年议程在包容性、安全性、复原力和可持续性领域的可持续发展目标的一种手段（Morales 等，2021 年）。
医疗保健中的数字孪生 - Jeske Masterthesis
参考文献 ............................................................................................................................. 76
用于诊断、预后和...的概率数字孪生
数字孪生范式整合了从传感器数据、物理模型以及物理系统或相关组件的运行和检查/维护/维修历史中获得的信息。随着越来越多的数据可用，由此产生的更新模型在预测系统未来行为方面变得越来越准确，并且可能用于支持多个目标，例如维持、任务规划和作战演习。本演讲将讨论数字孪生方法的最新进展，以基于几种类型的计算来支持所有三个目标：当前状态诊断、模型更新、未来状态预测和决策。所有这些计算都受到系统属性、操作参数、使用和环境的不确定性以及数据和预测模型的不确定性的影响。因此，本演讲将讨论不确定性下的决策以及诊断和预测中的不确定性量化，同时考虑偶然和认知不确定性来源。扩大概率数字孪生方法以支持实时决策是一项挑战，本文将讨论几种结合传感、计算、数据融合和机器学习方面的最新进展以实现扩大规模的策略。本文将介绍与飞机、旋翼机、船舶和增材制造相关的几个用例。
数字孪生应用技术现状
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数字孪生 - 维也纳商业机构：
维也纳目前拥有约 9,000 家制造公司，员工超过 170,000 人。产品范围非常广泛，除了商品制造外，还包括采矿和采石、能源和供水、废水和废物处理、环境污染修复以及建筑业。总体而言，制造公司每年创造的总附加值约为 290 亿欧元，相当于维也纳附加值的近 33%。根据各种研究，维也纳在创新实力、对初创企业的全面支持以及对可持续性的高度关注方面得分特别高。维也纳还被评为顶级“智慧城市”。该城市还拥有有利于研究和技术发展的气候、与东部增长市场的地理和文化接近性、高质量的基础设施和教育体系，以及世界上最高的生活质量。凭借“维也纳 2030”战略，联邦首都将重点放在该市特别成功的领域，以应对未来几年的主要挑战——从气候变化到数字化。目标是在未来十年内在六个领域成为世界领先者，并开发特别强大的创新（“维也纳解决方案”）。维也纳的重点关注领域之一是“大城市的智能生产”。由于集成了高质量的数字解决方案并使用了最先进的生产技术，来自维也纳的制造公司被全世界视为现代生产技术的先驱。维也纳还在生产流程和产品的绿色化方面在国际上树立了新标准，从而确保了可出口的地区质量。数字孪生等新技术创造了机会，可以透明、安全地以维也纳质量实施新的商业模式和优化流程。数字孪生有可能为谨慎和高效地利用资源做出重大贡献。为了充分利用该地区的潜力，维也纳商务局充当了维也纳技术开发商的信息和合作平台。它将公司与来自商业、科学和城市管理的开发伙伴联系起来，并为维也纳公司提供有针对性的货币补贴和各种咨询和支持服务。本技术报告概述了维也纳“数字孪生”主题的广泛趋势和发展，并考虑到相关的专业知识和活动提供商。
数字孪生的验证和确认 - ARPA-E
解决方案：系统信息数据库，用于快速识别证据强弱。GE-GEAS-Galois 团队正在开发 RACK（快速自动管理套件），即 TA1 和 TA3 之间的领结。业务影响：• 大大提高保证论据的及时性和准确性（想想当天重新认证）• 彻底改变组织证据的管理流程• 认证操作的新概念，彻底改变复杂的 DoD 系统的认证方式
将数字双胞胎带回地球
在与未经测试的未经测试的（用于缓解气候变化和适应性的DTS中的DTS中，在长期天气预测，城市规划中的DTS中的DTS）混合（在长期天气预测中的DT）时，特殊问题表明了地球的DTS作为当今科学和技术的自然进化。通过将地球系统仿真与来自卫星，无人机，海底电缆，浮标，作物传感器和手机的信息整合在一起，地球的DTS被据称为人类世代的决策提供了科学基础（Bauer等，2021; Li et al。，2023; 2023; Rao等，2023）。对忠实地重现经验世界细节的产品的渴望并不新鲜。Carloll（1893）和Borges（1998）都写了关于国家的虚构故事，其地图变得如此详细，以至于与领土本身一样大。结果，这些地图被认为是无用的，并被遗忘了。无论这些故事与DT的关系如何，都必须在小型，稳定的世界和不确定的，不稳定的世界中区分封闭世界和开放世界或决策理论术语。复杂的建模可能适用于封闭的世界，但对于气候和环境等开放式系统而言，不需要必要。如果没有广泛的科学局限性，它们所构成的社会风险以及他们可能提供的知识（以及他们不提供的知识），不应发生大型模型（例如地球DTS）等大型模型的发展和应用。尽管地球系统建模有可能为某些领域内的政策制定提供信息，但我们认为，作为实际问题，地球的一部分引起了一些重要问题。通过承认通常被忽略的内容：与建模相关的基本无知，可以将这种批判性观点作为过早政策关闭的保障。