数字化建模技术的应用及发展详情分析

巴黎圣母院的一场火灾让全球哀叹，修补工作也马上被推上议程。从现阶段来看，修复主教堂的信息较为丰富，包含各类平面图像、3D图像等。而至关重要的是，美国瓦萨学院的艺术史学家安德鲁·塔隆（AndrewTallon）在2014-2015年期内，根据应用激光扫描仪建立了一个完美无瑕的主教堂的数字模型。

根据这个数字模型不仅创建起主教堂的三维图像，同时能够揭示其它无法发觉的构造难题。巴黎圣母院早已在虚拟世界中获得永恒，数字模型也许也能够协助巴黎圣母院的修补，让其“再生”。

根据数字模型，愈来愈多的人了解到数字孪生技术的运用价值。先前的空客空难调查中，也展示出数字孪生技术的关键功效。

1、数字孪生是啥

数字孪生(DigitalTwin)是灵活运用物理模型、传感器升级、运行历史等数据信息，集成多课程、多标量、多尺度、多概率的模拟仿真过程，在网站空间中进行投射，进而体现相对应的实体装备的项目生命周期全过程。

数字孪生是一个物理产品的数字化表述，以便于大家可以在这个数字化商品上见到具体物理产品可能产生的状况，与此相关的技术包括增强现实技术和虚拟现实技术。

美国国防部最开始明确提出运用DigitalTwin技术，用以航天航空飞行器的健康维护保养与保障，接着慢慢扩展到其它行业。在未来，物理世界中的各类事情都将可以应用数字孪生技术展开复制。

2、数字孪生能够运用到哪些方面

数字孪生具备将虚拟空间和物理实体紧密结合的特性，在5G技术下，数字孪生将更容易落地。

2.1 工业生产

数字孪生现阶段主要应用于工业生产中，在工业生产领域，根据数字孪生技术的应用，将大幅度促进商品在设计方案、生产制造、维护保养及检修等阶段的转型。

根据模型、数据信息、服务项目层面的优点，数字孪生正变成工业物联网重要技术，同时，工业物联网业亦变成数字孪生技术拓展应用领域的孵化床，从加工制造业逐渐拓宽扩展至更多的工业物联网空间。

现阶段洛克希德·马丁公司视它为将来国防科技6大顶级技术之首，美国GE公司已为每一个模块、每一个涡轮增压、每台磁共振，造就了一个数字孪生体，根据这种拟真的数字化模型，在网站空间调节、试验，以让设备的运作实际效果达到最佳。

根据数字孪生技术，不但可以对加工厂设备展开检测，完成常见故障预测和及时检修，还能够完成远程操控，远程检修，很大程度上减少经营成本，提升安全系数。

2.2 医疗

在个人的健康监测与管理方面，根据数字孪生能够更清晰地掌握我们人体的转变，对病症作出及时预警信息。

将来根据各类新式诊疗检验和扫描仪器设备及其智能穿戴设备，我们可以完美地复制出一个数字化人体，并能够跟踪这一数字化人体每一部分的运动与转变，进而能够更好地展开健康监测和管理方法。但同时，时刻检测意见反馈所产生的自我暗示是否会影响人们身心健康又会变成课题研究。

根据5G等传输技术，远程医疗系统也将能够更为普及化。现阶段全国首例基于5G的远程控制身体手术治疗——帕金森“脑起搏器”嵌入手术治疗取得成功进行，这对完成高品质医疗资源下移、完成全自动诊治有着重要实际意义。

2.3 智慧城市

将来，无人飞机群将为城市出示基于图像扫描仪的城市数字模型，街道社区、小区、游戏娱乐、商业服务等各程序模块都将拥有数字模型。

伴随着城市数字模型的扩大与发展壮大，数字孪生技术将覆盖城市的每条高压线路、配电站、废水系统、供电和排水设备、城市应急系统、Wi-Fi互联网，高速路，交通出行自动控制系统等所有看到或看不到的地区。

现阶段中国的雄安新区规划定位于绿色、智能的数字孪生城市。其市民服务中心以实践“数字孪生”核心理念为引导，紧密结合运用互联网技术、云计算技术、互联网大数据技术，从基础设施建设智能化系统、物联网云平台、块数据平台、多情景智能化运用等各行业，完成物理空间与虚拟数字空间互动投射、融合共生，正在创建起国际领跑、中国特点的智慧绿色生态示范园区。

3、数字孪生现阶段面临的困境

据预测，到2022年，85％的物联网云平台将应用某类数字孪生技术展开监管，极少数城市将率先运用数字孪生技术展开智慧城市的管理方法。但现阶段还存在许多 的困境。

数字孪生技术必须展开全域认知、运作检测，并融合历史累积数据信息展开计算，也要保证快速及时地输出信息内容，首先是高度依靠传感器所收集的数据信息和信息内容。

在数据信息的认知层面，在现阶段的技术水准来看，在加工厂中对设备的精准的全域认知仍然有难度，更不要说其它行业了。>物理实体的数据信息不够详细，因而数字副本也会有一定的缺失，这便会造成 数字副本得到的预测分析和判断有偏差，这个问题的处理需要芯片、传感器、物联网等技术不断进步。

次之软件上，需要更为优秀的优化算法，各种软件的融合，比如运用人工智能技术、边缘计算等技术，对数据信息展开更为迅速的剖析解决，展开数据可视化展现。

现阶段数字孪生技术的短板来源于各个方面，还无法规模性普及应用，但它能够为工业生产制造、未来的生活带来无限的可能。伴随着其它技术的发展壮大，数字孪生将有更多想象空间。