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数字孪生在社会经济系统管理中的应用
收集和处理可靠性数据旨在更好地了解和预防设备故障。随着物联网技术的普及，资产已经能够交换数据、处理数据，并在一定程度上感知环境。这些属性为智能工业资产这一概念的发展奠定了基础，在智能工业资产中，资产被赋予了一定的行动自由度。本文介绍了一种用于工业资产预测性维护的分布式联合预测系统。在所提出的系统中，每个资产都分配有一个数字孪生，该数字孪生通过与社交平台的交互来处理资产数据并执行预测性维护预测。社交平台从数字孪生中收集数据，并在必要时提供它们之间的数据交换。
将数字孪生引入农业 - WUR eDepot
越来越多的行业采用数字孪生，从而改变这些行业并带来新的机遇。数字孪生提供了前所未有的物理实体控制水平，并通过集成一系列技术帮助管理复杂系统。最近，农业取得了多项技术进步，但目前尚不清楚该社区是否正在努力在其运营中采用数字孪生。在这项工作中，我们采用混合方法来研究数字孪生对农业的附加值。我们研究了数字孪生在农业中的应用程度，阐明了这一概念及其带来的好处，并为更广泛的采用提供了基于应用的路线图。我们报告了 2017 年至 2020 年农业数字孪生的文献综述。我们确定了 28 个用例，并将它们与其他学科中的用例进行了比较。我们比较了报告的收益、服务类别和技术就绪水平，以评估农业中数字孪生的采用水平。我们从农业和其他学科中研究的数字孪生应用中提炼出可以为农业提供附加值的数字孪生特征。然后，受其他学科数字孪生应用的启发，我们提出了农业数字孪生的路线图，其中包括日益复杂的示例。我们通过确定农业数字孪生的独特特征来结束本文。
数字孪生在医疗保健行业的应用 - MDPI
摘要：由于数字孪生具有前所未有的控制物理实体的能力，并通过集成多种技术来帮助管理复杂系统，因此各行业正在越来越多地采用数字孪生。最近，牙科行业取得了多项技术进步，但尚不确定牙科机构是否正在努力在其教育中采用数字孪生。在这项工作中，我们采用混合方法来研究数字孪生对牙科行业远程学习的附加值。我们研究了牙科机构在远程教育中采用数字孪生的程度，阐明了它带来的概念和好处，并为更广泛的采用提供了基于应用的路线图。我们报告了对医疗保健行业数字孪生的回顾，然后确定了用例并将其与其他学科的用例进行比较。我们比较了报告的好处、研究范围以及行业采用数字孪生的水平。我们从远程学习和其他学科中研究的数字孪生应用中提炼出可以为牙科行业增值的数字孪生特征。然后，受不同领域数字孪生应用的启发，我们提出了牙科机构远程教育数字孪生的路线图，其中包括日益复杂的示例。我们通过确定用于远程学习的牙科数字孪生的独特特征来结束本文。
数字孪生调查：架构、启用... - arXiv
摘要 — 通过与物理实体实时交互、同步和协作，数字孪生有望促进现代城市的智能化、预测性和优化化。通过将大量物理实体及其虚拟孪生与孪生间和孪生内通信互连，数字孪生互联网 (IoDT) 实现了跨大量物理/虚拟实体的自由数据交换、动态任务协作和高效信息聚合，从而获得综合洞察。然而，随着 IoDT 融入各种尖端技术催生新生态，严重的已知/未知安全漏洞和隐私侵犯阻碍了 IoDT 的广泛部署。此外，IoDT 的去中心化结构、以信息为中心的路由和语义通信等固有特性对 IoDT 中的安全服务配置提出了严峻挑战。为此，本文从系统架构、支持技术以及安全/隐私问题等方面对 IoDT 进行了深入的回顾。具体而言，我们首先探索一种具有信息物理交互的新型分布式 IoDT 架构，并讨论其主要特征和通信模式。随后，我们研究了 IoDT 中安全和隐私威胁的分类，讨论了关键的研究挑战，并回顾了最先进的防御方法。最后，我们指出了与 IoDT 相关的新趋势和开放的研究方向。
工业物联网、网络物理系统和数字孪生
工业数字化（工业 4.0）是在人员、流程、服务、系统、数据和工业资产互联的环境中对工业进行数字化转型，以实现智能工业和工业创新与协作生态系统。工业 4.0 的三个有前景的方面是工业物联网 (IIoT)、信息物理系统 (CPS) 和数字孪生 (DT)。这些方面存在挑战。首先，有许多通用的 IIoT 标准和框架，单独在各种工业用例中是不够的。因此，工程师必须使用许多标准指南来根据具体情况设计 IIoT 架构。其次，各行业部署的系统基于不同的标准和技术，无法与其他系统互通，因此只能孤立运行，因此收集数据进行分析、报告和决策具有挑战性。第三，在工业 CPS (ICPS) 环境中，大多数嵌入式系统都是资源受限的电池驱动设备，面临着诸如由于能耗高导致使用寿命短、服务可用性低和安全性低等挑战。本论文的范围是针对上述方面和挑战研究工业数字化。首先，我们研究通用的 IIoT 标准和框架，并使用它们来合成高级 IIoT 架构。作为架构验证和确认的用例，我们专门研究了采矿业
使用数字孪生进行过程安全管理
摘要 本章讨论了在典型的海上平台上为小口径管道 (SBP) 的过程安全管理 (PSM) 开发数字孪生 (DT) 的框架。SBP 的 PSM 期间的一个重要问题是，由于过程设施上的 SBP 数量非常多，因此很难在小口径连接 (SBC) 处放置传感器以进行应力估计。在没有应力值的情况下，很难估计 SBC 的剩余疲劳寿命 (RFL)，这进一步阻碍了检查计划。因此，在本章中，采用由 CFD、FEA 和机器学习组成的方法来获得用于 SBC 应力估计的虚拟传感器。虚拟传感器的输入是压力和流速等工艺参数，而输出是 SBC 处的最大冯-米塞斯应力。随后，使用概率裂纹扩展定律与贝叶斯网络相结合来开发 DT，用于 SBP 的 RFL 估计，进而用于获得可靠性曲线和检查计划。在线部署开发的 DT 将提供最新的 RFL 估计和检查计划，然后可用于 SBP 的 PSM。
风能转换系统的数字孪生
摘要：工业 4.0 的数字孪生概念将为风能转换系统带来许多优势，例如，在状态监测、预测性维护和控制或设计参数优化方面。虚拟副本是数字孪生的核心。要构建虚拟副本，必须为涡轮机组件选择适当的建模技术。选择这些模型时必须考虑数字孪生的预期用例，在模型保真度和计算负载之间找到适当的平衡。这篇评论文章概述了有关涡轮机空气动力学、结构和传动系统力学、永磁同步发电机、电力电子转换器以及俯仰和偏航系统的建模技术的最新文献。对于每个组件，都给出了具有不同模型保真度和计算负载的模型的平衡概述，范围从简化的集中参数模型到基于高级数值有限元方法 (FEM) 的模型。文献综述的结果以图形方式呈现，以帮助读者进行模型选择。在此基础上，提出了数字孪生的高级结构以及具有最小计算负载的虚拟副本。提出了多级分层虚拟副本的概念。
工业 5.0 中的数字孪生 - DiVA 门户
本研究旨在探讨工业5.0背景下数字孪生技术对工业制造的影响。使用计算机检索Web of Science数据库，总结工业5.0中的数字孪生。首先介绍工业5.0的背景和体系架构。然后讨论工业5.0中的潜在应用和关键建模技术。研究发现，设备是工业场景的基础设施，而设备的嵌入式智能化升级是数字孪生的首要条件。同时，数字孪生可以在连接的机器和数据源之间提供自动化的实时过程分析，加快错误检测和纠正。此外，数字孪生可以为工业制造带来明显的效率提升和成本降低。数字孪生通过前景体现出其在工业5.0中的潜在应用价值和后续潜在价值。希望这篇比较系统的综述能为工业X.0时代的工业制造智能化发展和整个业务流程效率的提升提供技术参考。
城市生态系统数字孪生保障飞行质量...
摘要 城市生态系统数字孪生的开发越来越受欢迎，是世界各国数字化发展的主流。如今，国内已经在开发数字孪生，包括城市生态系统。本文的目的是从理论上描述城市数字孪生的本质，并概述现有的用于创建城市生态系统数字孪生的平台，以确保人口的生活质量。研究目标：确定创建数字孪生的先决条件；在现有理论类比的背景下确定数字孪生定义基础的本质；描述俄罗斯和世界创建城市生态系统数字孪生的概念基础，确定它们的发展对维持人口生活质量的优势；提出开发和运行城市生态系统数字孪生的方法论；对用于开发城市生态系统数字孪生的数字平台和技术的能力和功能进行比较分析；对国内外现有的城市生态系统数字孪生进行比较分析，研究结果获取了国内现有的城市生态系统数字孪生发展平台和技术的数据，并对其在城市生态系统数字孪生发展中的应用进行了探讨。