面向未来的竞争

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美国正在加速数字孪生体科学体系的建设

      作为第四次工业革命的通用目的技术,数字孪生体得到了美国科学家高度重视,并开展了系列的研究,来自美国科学院和美国工程院的专家,提出了多方面的数字孪生体研究主题,期望加速推进该学科的建立。

      工业4.0研究院自2015年开始系统研究数字孪生体,并把它作为一种新型科学来对待,这一点跟美国科学界的情况是同步的。

      美国科学家认为,如何跨领域来定义数字孪生体,哪些示例和用例展现了数字孪生技术的价值,这是参与该项目的科学家需要回答的。

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      对于数字孪生体的基础数学、统计和计算差距,数字孪生体科学家提出:

      * 在大规模实现强大可靠的数字孪生体方面,有哪些基础差距和研究机会?

      * 这些基本差距或机会在各个领域和应用之间有什么不同?

      * 数据驱动的学习和计算建模在大规模实现数字孪生体方面的作用是什么?

      * 数字孪生体验证的需求什么?如何实现不确定性的两化,这些需求在不同领域有什么差别?

      除了数字孪生体科学的基础研究课题,美国科学家还讨论了数字孪生体开发和使用的情况。

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      他们希望了解,在应用领域内和跨应用领域正在出现哪些数字孪生体的最佳实践,以及在跨领域的数字孪生体应用有哪些挑战和机遇。

      目前,数字孪生体应解决领域内的验证、可重复性、认证、安全、道德等难题,这是数字孪生体大规模应用的前提。

      除了在美国国防部有较多的数字孪生体应用,在工业、医疗和社会中的数字孪生体应用案例还不普遍,美国科学界希望寻找一些有价值的案例,以提高人们对数字孪生体的认识和信心。

      针对数字孪生体的持续发展,美国科学家认为,数字孪生体应建立跨科学、技术、工程和社会的发展体系,重点解决研究、开发和应用的挑战。

      在2021年5月27日,本人结合到工业4.0研究院的核研究工作,发布了《认识数字孪生体科学的意义》一文,希望引起中国科学家对数字孪生体科学研究的关注。

      从我国科学界的反馈来看,由于缺乏上级机关的支持,加上时髦的元宇宙、工业软件或仿真等概念更具吸引力,国内暂时没有学者对数字孪生体做严肃的基础研究。

 

第五届(2023)数字孪生体挑战赛标识发布了

      自2019年举办数字孪生体挑战赛(DTC,Digital Twin Challenge)以来,工业4.0研究院力求推动数字孪生体的颠覆性创新,设计了不少实用的场景。

      2023年将举办第五届数字孪生体挑战赛(DTC 2023),围绕数字孪生战场平台开发应用场景。

第五届(2023)数字孪生体挑战赛标识

      第五届数字孪生体挑战赛将以场景设计和研发为主,依托北京翼络数字技术有限公司提供的数字孪生战场平台,接受专家委员会的指导,结合到参赛团队擅长的领域,开发基于特定场景的应用。

      根据第五届数字孪生体挑战赛组委会计划,将重点推动参赛团队研发以下应用:

      * 无人机/无人船应用

      * 认知电磁战应用

      * 认知网络通信应用

      * 特定(自选)装备效能分析

      * 其他具有创新价值的应用

      目前第五届数字孪生体挑战赛处于调研和收集创新项目的阶段,有意基于数字孪生战场平台研发产品或应用的团队或个人,可以把您的想法发到以下邮箱:

      innobase@qq.com

      请介绍您的具体项目及相关背景。

 

工业4.0研究院2023年主题:数字蓝军

      对于每年的研究和业务重点,工业4.0研究院通常都会确定一个主题。

      经长达3个月的论证,工业4.0研究院确定了2023年主题:数字蓝军(Digital Blue Force)。

      数字蓝军是在数字孪生战场环境下建立的威胁模型。通过试验场或靶场不断积累的数据,利用数字孪生模型可信度增长机制,促使数字蓝军接近实际的威胁情况。

数字蓝军

      为了解决传统建模仿真带来的“维数灾”和“数据灾”问题,导致无法逼近真实战场场景,从而给试验鉴定(包含研制试验鉴定和作战试验鉴定)带来难以逾越的瓶颈。

      针对以上需求,工业4.0研究院开展了多项研究:

      * 数字孪生战场综合环境研究;

      * 数字孪生模型可信度增长;

      * 数字孪生靶场基础设施;

      * 基于数字孪生战场环境的装备测试分析系统;

      * 数字线程驱动的“任务线程”。

      通过JADC2、综合环境等多个开放课题项目,聚集了近10家大学及企业团队,依托N8加速平台的力量,在行业内带来了颠覆性创新的思路及实践,初步形成了“数字蓝军基地”(DBFB,Digital Blue Force Base)。

      工业4.0研究院立足数字蓝军基地,充分发挥理论研究方面的优势,解决蓝军的数字孪生模型建设中的难点和痛点。

      为了保证数字蓝军基地的正常运转,2023年将建立一套数字蓝军标准体系,包括蓝军数字孪生模型、数字蓝军建设流程和数字蓝军质量控制体系等。

      不仅如此,数字蓝军基地将跟大学团队合作,依托工业4.0研究院已有数字蓝军丰富资料,设计数字蓝军课程,培养一批具有专业知识和实践能力的数字蓝军人才。

      秉承包容和开源的核心价值观,数字蓝军基地欢迎符合条件的单位或团队合作,共同推进数字蓝军创新发展。

 

《数字孪生体报告(2023)》正式发布了

      针对数字孪生体行业的发展,工业4.0研究院每年都会撰写年度报告。

      2022年12月16日,按照预定计划,工业4.0研究院发布了《数字孪生体报告(2023)》。考虑到北京疫情较为严重,暂未举行线下发布会。

      《数字孪生体报告(2023)》对我国数字孪生体产业发展的现实问题做了剖析,结合到工业4.0研究院对数字孪生模型、数字线程以及数字孪生大脑等研究情况,提出未来三年(2023-2025),数字孪生体产业将在体系级问题缺乏的环境中缓慢发展的判断。

数字孪生体报告(2023)

      截止到今天,我国数字孪生体产业总体来讲未触及核心关键技术,大部分数字孪生体企业把技术研发重点放到了所谓引擎上面,这是因为国内基础研究薄弱,对数字孪生体概念体系认识不深入。

      从全球数字孪生体产业格局来看,美国通过军事应用的牵引,数字孪生体产业的专业化分工发展非常迅速,这在B-21战略轰炸机等产品上体现得比较明显。

      中国尾随其后,但总体来讲分为机械自动化、智慧城市两大主要市场,研究范围相对较窄,对数字孪生体和数字线程的潜力挖掘不够。

      德国、日本、英国以及法国等对数字孪生体比较积极,但美国为了保持未来科技的引领优势,对这些同盟国仍处于保守态度,加上这些国家同样缺乏基于概念的技术创新能力,相关进展不明显,体现为机械自动化有瓶颈,智慧城市没有投入的状态。

      数字孪生体联盟自2019年10月16日运行以来,一直把建设数字孪生体生态作为目标,但囿于国内企业大都缺乏战略基因,相关进展并不突出。在各种说法影响下,行业企业对数字孪生体有了固化的认识,目前处于传统技术包装的阶段。

      然而,虽然国内还缺乏好的体系级问题,但随着工业4.0研究院N8加速平台的推进,相关问题预计在3年内会获得突破,到2025年将产生颠覆性的数字孪生技术和应用。

      《数字孪生体报告(2023)》将印刷成册,在2023年作为跟战略合作方推动的工作基础。考虑到国内具体的经营环境,本报告预计2023年底择机在线公开。

 

      附:《数字孪生体报告(2023)》(暂未公开)

      http://www.innovation4.cn/library/r61156

 

第四届数字孪生体挑战赛进入评选阶段了

      2022年度第四届数字孪生体挑战赛经过6个月的紧张开展,吸引了多只行业精英团队参与,截止到11月30日,已经完成了学习提升和方法设计两个阶段的赛事。

      本次数字孪生体挑战赛围绕F-35战斗机开展,贴近工业4.0研究院正在开展的数字孪生靶场研发工作,具有很好的时效性和应用性。

第四届数字孪生体挑战赛

      虽然一些参赛团队对飞机设计知之甚少,但他们克服了知识储备不足的短板,积极学习组委会推荐的在线课程,并阅读了大量资料,成为了F-35战斗机方面的专家,为参与第四届数字孪生体挑战赛奠定了良好的基础。

      值得肯定的是,虽然这些团队对飞机相关专业知识了解不多,但由于没有传统的知识经验影响其创新,反而做出了不少突破性的解决方案,评审专家对此表示赞赏。

      从提交上来的设计方案来看,满足第三阶段赛事要求的团队较少,鉴于实际情况,第四届数字孪生体挑战赛第三阶段赛事不再开展。

      对于有意参与第三阶段创新内容的团队,可以直接进入工业4.0研究院相关项目任务中去,具体细节将由专人联系沟通。

      在第四届数字孪生体挑战赛获奖的团队或个人,将收到相关通知。