Archive for 数字孪生体

谈谈数字孪生体领域的美国工程院院士

      一直以来,国内行业人士对数字孪生体(Digital Twin)概念的独立性存在怀疑。

      笔者采用“锚定效应”对此做了分析,指出国内大部分专家因对自身背景知识非常熟悉,产生了“认知偏差”,难以接受新概念体系。

      这种问题在美国不存在。

美国工程院

      美国拥有有四大国家学术院,包括:美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院和美国国家科学研究委员会。

      在美国国家科学院和美国国家工程院,都有不少数字孪生体专家,他们在数字孪生体科学方面做出了杰出的成果。

      笔者乐观的预测,这些数字孪生体专家将来有可能获得诺贝尔奖。

      我国高校体系及国家院体系,除少数高校有部分教师在开展范围较小的研究,暂无主攻数字孪生体科学或工程的专家,更谈不上院士的参与并作出研究成果。

      作为“引领第四次工业革命”的独立研究机构,工业4.0研究院利用行业人士认知偏差带来的发展机会,加快构建“数字孪生体科学”,在一些方面已经取得了成绩。

      考虑国内学术环境欠佳,不少学者和专家缺乏引用的习惯,暂时不公布相关成果。

      遵循“互补战略”的要求,这个话题不能谈更多了。

 

2022年度数字孪生体挑战赛启动报名了

      数字孪生体时代到来了,工业4.0研究院通过主办数字孪生体挑战赛,加强数字孪生技术的应用深度,目前已经举办了三届比赛,2022年举办第四届数字孪生体挑战赛。

      经2个月的详细研究及沟通筹备,第四届数字孪生体挑战赛(Digital Twin Challenge 2022)确定“基于数字孪生体的第五代飞机效能评估”的主题,通过学习提升、方法设计和研发验证三阶段赛程,推进数字孪生技术在航空业的应用。

第一阶段 第二阶段 第三阶段
时间 6-8月 9-11月 12月
任务 学习提升 方法设计 研发验证
内容 (1)航空航天概论

(2)飞机总体设计

E=C*S*A*D

赛道一:作战能力评估

赛道二:ASIP

把第二阶段设计开发的成果用软件实现,放到数字孪生靶场来验证评价
交付物 F-35战斗机总体设计报告 设计一套飞机效能评估方法 通过数字孪生靶场验证设计的飞机效能评估方法
奖金 通过评审的个人或团队均可获得5000元奖金 通过评审的个人或团队均可获得1万元奖金 通过数字孪生靶场验证的项目团队将获得10万元奖金

      经DTC 2022组委会决议,即日开启报名工作。

      DTC 2022报名不设截止日期,对参赛个人或团队无预设要求,获奖团队不设上限。

      第一阶段:学习提升

      以F-35战斗机等第五代飞机为代表,学习飞机总体设计的方法,掌握第五代战斗机的相关特性,主要包括隐身技术(雷达、红外、声学、光学及射频等)和电子战能力。

F-35战斗机数据链

      为了降低参与DTC 2022的难度,第一阶段的比赛内容主要考察参赛个人或团队掌握飞机总体设计的知识水平。

      推荐参赛团队学习《航空航天概论》(杨超)和《飞机总体设计》(刘虎)两本书及在线课程。

      1. 《航空航天概论》在线课程链接:

      https://www.icourse163.org/course/BUAA-89007

      2. 隐身飞机探究与设计虚拟仿真实验:

      http://saed.buaa.edu.cn

      第一阶段的赛程从2022年6月1日-8月31日结束,在结束之前结合F-35战斗机的相关资料,提交《F-35战斗机总体设计报告》。

      第二阶段:方法设计

      基于《飞机总体设计》的“军用飞机的效能评估”,根据掌握的知识和方法,针对效能公式:E=C*S*A*D,参赛团队可以选择两条赛道中的一个。

      赛道一:作战能力评估

      赛道二:飞机结构完整性大纲(ASIP,Aircraft Structural Integrity Program)

      利用工业4.0研究院提供的“数字孪生靶场”(DTR,Digital Twin Range),设计一套飞机效能评估方法。

      第二阶段的赛程从2022年9月1日-11月30日结束。

      第三阶段:研发验证

      基于第二阶段设计的方法,在数字孪生靶场平台上用软件实现,并通过数字孪生靶场来验证其效果。

      第三阶段的赛程在2022年12月31日之前结束。

      作为数字孪生体应用的先导性领域,航空器的研制和维护是最佳的应用场景。欢迎立志颠覆性创新的个人或团队参赛,接受严格的知识和智力上的挑战。

      欢迎各大高校或创新型企业组织人员参赛。

      报名要求如下:

      1. 参赛的个人或团队编写介绍,要求以PPT呈现,包括:(1)团队名称;(2)团队定位/特点;(3)团队成员介绍。

      2. 以上PPT发送到邮箱:innobase@qq.com(邮件标题写明团队名称)。

      3. 添加DTC 2022联系人零点壹,微信:punkt1

      对于参与DTC 2022的个人,可以获得优先入职工业4.0研究院及下属企业的机会,薪资待遇从优。

 

“数字孪生靶场”研发进入装备融入阶段

      作为数字孪生战场的杀手级应用,数字孪生靶场(DTR,Digital Twin Range)近期有重要进展,它已经成功导入数字孪生太空项目,并完成了理论研究和案例跟踪工作,接下来将进入装备系统融入的阶段。

      通过对标美国国防部JADC2项目,以“数字孪生太空”项目为抓手,率先解决空天传输和数据链的问题,建立数字孪生卫星、数字孪生飞机和数字孪生网络等模块,组成一套面向未来作战需求的数字孪生靶场平台。

数字孪生卫星

      在《仿真与兵棋推演》一书中,波兰军事工程大学系统研究了“欧洲方案”,该方案主要特点为“人工智能+兵棋推演”,这成为数字孪生靶场的主要场景应用之一,跟工业4.0研究院承担的项目结合紧密,能满足灵活性要求。

      除了全面系统学习研究全球领先经验,数字孪生靶场项目组还借鉴国内知名军事专家撰写的《装备作战仿真》,希望在引入数字孪生装备的时候能少走弯路。

      该书对装备保障的应用,能跟点肆公司正在开展的“数字孪生保障”有机融合,形成了共享共用的效果,促进了“数字孪生+”战略的探索和实践。

基于ModelCenter的兵棋推演

      秉承开放创新的理念,工业4.0研究院将继续跟相关单位继续交流。

      预计在6-9月开展几个重点案例的研究,包括波音公司基于ModelCenter的兵棋推演、美国陆军的“数字空地一体化靶场”和美国太空部队的系统有效分析仿真等。

      根据第四届数字孪生体挑战赛(DTC 2022)计划,2022年度比赛基于“数字孪生靶场”来开展,将包括数字孪生装备和数字孪生推演等内容,工业4.0研究院将提供智力支持,欢迎对人才或业务机会感兴趣的企业提供赞助。

      关注DTC 2022的人员,请到“数字孪生体挑战赛”公众号查看相关消息。

      欢迎对理论研究或开发工作感兴趣的团队或个人,以访问学者或实习生的身份参与数字孪生靶场的工作。

      有意者请发邮件到:innobase@qq.com

 

工业4.0研究院“数字孪生靶场实验室”简介

      随着数字孪生体研究的深入,在《“十四五”数字孪生体发展规划》统一部署下,工业4.0研究院近期整合“数字孪生太空”“数字孪生汽车”“数字孪生航空”等资源,设立了“数字孪生靶场实验室”(DTRL,Digital Twin Range Lab)。

      数字孪生靶场实验室以“数字孪生太空”为基础,立足数字孪生战场操作系统研发目标,重点突破传感器集成、数据、安全处理、连接、应用和效果集成等关键核心技术。

digital_twin_range

      作为工业4.0研究院在十四五期间推动数字孪生体发展的抓手,数字孪生靶场实验室将加强与数字孪生体联盟成员的沟通和互动,在提供给客户数字孪生靶场解决方案的同时,还将针对研究社区和合作伙伴提供有偿的开源项目服务。

      按照计划,2022年数字孪生靶场实验室重点夯实数据基础,包括:

      (1)建设数字孪生地球(Digital Twin Earth)数据体系,研发GIS、地形地貌、地磁场、无线电、卫星(含GEO、MEO、LEO)等分类数据库。

      (2)搭建数字孪生卫星系统(Digital Twin Satellite System),为典型卫星、终端、地面站、天线、传感器等建立数字孪生模型,开发卫星端到端连接和就绪的数字工程方法,涉及频谱数据、链路和设备装备,以及检测/定位电磁干扰等功能。

      在此基础上,数字孪生靶场实验室将为工业领域提供“数字孪生研发环境”(DTDE,Digital Twin Development Environment),为工业企业研发提供了全生命周期、可持续改进的数字工程平台,帮助合作方引入基于数字孪生体的数字工程方法。

      数字孪生靶场实验室由刘继业担任负责人,他曾担任数字孪生太空实验室主任,主持完成了数字孪生太空平台等项目。

 

关于第三届数字孪生体挑战赛参赛及获奖情况通报

      秉承鼓励行业及专业人士参与数字孪生体应用和创新的理念,工业4.0研究院连续三年举办数字孪生体挑战赛(DTC 2021),DTC 2021赛题涉及到无人系统等新型装备,对参赛团队的要求较高,但仍然吸引了数十支团队参与三大赛题。

      参与DTC 2021三大赛题的团队数分布不均匀,以赛题1和3参与度较高,赛题2参与团队未达到预定参赛数的最低限。

赛题1 赛题2 赛题3
主题 兵棋推演在无人系统中的应用 无人系统数字孪生体平台 基于人体姿态动作识别的应用
特点 理论研究 工程研发 应用研发
要求 提交研究报告 基于开源项目研发 学习OpenPose,开展研发工作
报名团队数 15 2 12
审核满足要求团队数 10 1 7
获奖团队 6 0 开展了系列培训

      赛题1有数支团队获奖,对兵棋推演和无人系统的理解到位,交付了较好的研究成果,展现了较强的理论研究能力。

      为便于行业人员参考相关成果,遴选了部分典型研究报告全文发布,另外有部分报告涉及到不宜公开的内容,暂时不发布。

      基于DTC 2021三大赛题参赛情况,组委会决定如下:

      * 对参与赛题1的获奖成员颁发奖状和奖金,近期已经对接团队负责人落实。对有意加入兵棋推演研究课题的团队,以合作或兼职方式继续参与。

      * DTC 2021赛题2参与团队不足,暂时不予开展。

      * 由于DTC 2021赛题3涉及实际项目,准备时间较长,组委会将跟每支报名团队沟通,根据情况直接参与项目实施。

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体涉及不少关键技术的攻关,这需要更多的具有颠覆性创新能力的团队和人员参与,工业4.0研究院将继续依托数字孪生体联盟,举办2022年度数字孪生体挑战赛(DTC 2022),欢迎大家关注。