耿倩 王蓓
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展,大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等加快演進升級,我國已經(jīng)加速邁入以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主要特征的數(shù)字時代。山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團準確把握機遇,按照山西省委同步推進“兩個轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略部署,充分發(fā)揮云時代公司數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)組織平臺優(yōu)勢,進一步挖掘自身電子信息技術(shù)底蘊,瞄準市場需求和發(fā)展趨向,通過推動數(shù)字技術(shù)與產(chǎn)品業(yè)務(wù)的深度融合,深度開展數(shù)字孿生技術(shù)研發(fā),為轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展聚勢賦能。
最近一部火熱的電影《流浪地球2》有這樣一個場景,圖博士為自己去世多年的女兒制作了一個數(shù)字人,電腦里的圖丫丫會哭、會笑、會思考、能互動。這就是數(shù)字孿生人類,簡單來說,數(shù)字孿生就是創(chuàng)造了一個數(shù)字版的“克隆體”。該劇中許多場景如指揮決策、戰(zhàn)場重演也多次用到數(shù)字孿生技術(shù)。
數(shù)字孿生技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一項前沿技術(shù),它通過將物理世界中的實體建模成虛擬空間中的數(shù)字化雙胞胎,實現(xiàn)對實體物體的實時監(jiān)測、仿真、分析和控制。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,涵蓋工業(yè)制造、航空航天、城市規(guī)劃、醫(yī)療健康等眾多領(lǐng)域。數(shù)字孿生既屬于基礎(chǔ)科學(xué),也是一項應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的技術(shù)。例如,可以來模擬汽車的設(shè)計和生產(chǎn)過程,以便更好改進生產(chǎn)效率和質(zhì)量;可以模擬飛機和火箭的設(shè)計和運行,以便更好改進飛行效率和安全性;可以模擬建筑物的設(shè)計和施工過程,以便更好改進建筑效率和質(zhì)量等;在智能制造領(lǐng)域,它可以實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài),預(yù)測設(shè)備故障,優(yōu)化生產(chǎn)計劃。還可以進行虛擬設(shè)備的仿真和實物設(shè)備的測試,提前發(fā)現(xiàn)問題并進行改進,這樣就降低了產(chǎn)品在生產(chǎn)和制造過程中的試錯成本。
數(shù)字孿生技術(shù)的魅力還在于展示的形式和普通軟件不同,通過可視化,還原場景、人物,可交互等展示方法,直觀、準確、生動的展示現(xiàn)實世界的一些工作狀態(tài),運行的場景……一方面所有信息一目了然展示清楚,另一方面這種直接生動的表現(xiàn)形式更容易為人所接受。
大眾電子公司的技術(shù)(研發(fā))中心從數(shù)年前就開始跟蹤這項技術(shù),中心通過完成軍方的某型項目,接觸到部隊的相關(guān)需求,從而發(fā)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)同中心的三維仿真、模擬訓(xùn)練等自身固有的強勢技術(shù)有相通之處,并且有更好的表現(xiàn)力和更綜合的運算能力,直觀、智能,更加便于戰(zhàn)士操作也更易于掌握和理解,于是就開始了對該項技術(shù)的研究和更深層次的探索。
研發(fā)人員通過研究也發(fā)現(xiàn),掌握了“數(shù)字孿生”這一手段,“自用”能豐富他們的技能水平,改進研發(fā)流程,降低試錯成本;“應(yīng)用”到軍方項目、軍民融合以及無人車項目上,可實現(xiàn)產(chǎn)品升級換代、提升產(chǎn)品價值。同時,就單單數(shù)字孿生的可視化、生動化、三維化等特點,還能應(yīng)用到民用領(lǐng)域,前景市場非常廣闊,值得探索。
大眾電子技術(shù)(研發(fā))中心始終將打造具有市場競爭力的數(shù)字核心技術(shù)為己任,在專業(yè)方向確定、領(lǐng)域資源分配、人才隊伍建設(shè)、科研項目立項等方面向數(shù)字孿生技術(shù)傾斜,進一步加快數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用,切實掌握數(shù)字技術(shù)發(fā)展主動權(quán),培育新的經(jīng)濟增長點,助力大眾電子形成競爭新優(yōu)勢。
數(shù)字孿生項目立項后,中心便成立了仿真室,專門開展數(shù)字孿生的深入探索。通過該團隊成員們數(shù)年的學(xué)習(xí)探索、創(chuàng)新攻關(guān)和經(jīng)驗積累,中心已經(jīng)完成某試驗項目的前期工作,有效驗證了設(shè)計的算法模型,取得了多項寶貴的試驗數(shù)據(jù)。團隊成員也通過自學(xué),逐漸掌握了在數(shù)字孿生技術(shù)框架下的CAD建模、計算機指出支持的協(xié)同工作技術(shù)、知識的推理技術(shù)、設(shè)計過程管理和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等,提升了平臺整合能力、需求分析能力、項目策劃能力,以及一些特定的工具的使用能力等。
在初步掌握數(shù)字孿生的技術(shù)及應(yīng)用后,中心積極實踐,陸續(xù)將該技術(shù)應(yīng)用到預(yù)研項目中,尤其在大眾電子最近重點研發(fā)的礦用無人車項目中,中心將數(shù)字孿生技術(shù)運用進去,為無人車提供精確制導(dǎo),并實現(xiàn)觀測的三維化等,提升了產(chǎn)品的價值。
中心工作人員表示,在目前所接觸到的部分項目研發(fā)中,需方已經(jīng)提出能否通過數(shù)字孿生技術(shù)模擬場景、驗證數(shù)據(jù)等,為后續(xù)工作提供決策依據(jù);在一些項目中數(shù)字孿生設(shè)計甚至已經(jīng)成為部分項目的組成部分。這也無時無刻不在提醒大眾電子,能否快速掌握這項核心技術(shù),將是未來贏得市場競爭的關(guān)鍵一環(huán)。下一步,中心還將繼續(xù)深入科研攻關(guān),并通過市場化運作、項目推進,實現(xiàn)技術(shù)高效轉(zhuǎn)化應(yīng)用。