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数字孪生技术可以让飞机变得更安全

因波音737-MAX8在半年时间内连续发生了多次重大事故,引发外界对飞机安全性的关注,而数字孪生技术,可能是解决这个问题的手段之一。

数字孪生的概念最早是由美国密歇根大学的一位教授提出的,它实际上也是虚拟现实技术的一种。我们可以简单地理解为:数字孪生完成的是现实世界中的真实物品或环境在虚拟空间的映射。这些物品包括人、飞机、汽车、电脑、手机等。而虚拟空间可以简单地理解为通过各种智能计算设备构建的数字世界;在未来,通过数字孪生技术,现实世界中的每个物品都将在虚拟世界中有一个无论外观还是内部构造都与其一模一样的数字实体,就像孪生兄弟一样。正如电影《头号玩家》中,主角一戴上VR眼镜就能看到那个繁华但完全虚拟的世界“绿洲”。在“绿洲”中,现实世界中的每个人都有一个属于自己的虚拟角色。

理解了什么是数字孪生之后,我们就要弄清楚它到底对飞机安全有怎样的作用。我们以一架飞机的制造为例加以说明:在设计阶段,可以使用数字孪生并结合以往的历史数据来设计飞机的结构和模型,并通过模拟实验来验证相关设计在各种环境下的性能;在生产阶段则可以利用数字孪生技术实时监控各项生产指标,发现问题时可以及时调整生产策略,从而提高生产的效率和质量;当飞机交付运行后则可以利用它来实时监控飞机的运行情况,从而帮助运维人员制定更好的运维策略。实际上,当前已经有很多制造行业(如汽车、飞机)开始引入简单的数字孪生技术来提高产品制造的效率和质量。波音公司首席执行官就曾明确表示,数字孪生技术可让飞机的质量提升 40%~50%。

所以,不论是各种飞机,还是任何一个产品在其设计和研发之初,都可以使用数字孪生技术构建一个与之完全对应的数字实体。而这个数字实体会伴随这个产品生产制造、上线运行的整个生命周期,方便生产者和使用者对其整个生命周期中各个重要部件和参数的实时监控以及运维管理。当然,现在这项技术依然处于早期阶段。但可以看出,未来数字孪生技术无疑会为工业制造领域带来巨大的变革。