耿倩 王蓓
隨著新一輪科技革命和產業變革深入發展,大數據、云計算、人工智能、工業互聯網等加快演進升級,我國已經加速邁入以數字化、網絡化、智能化為主要特征的數字時代。山西大眾電子信息產業集團準確把握機遇,按照山西省委同步推進“兩個轉型”戰略部署,充分發揮云時代公司數字信息產業組織平臺優勢,進一步挖掘自身電子信息技術底蘊,瞄準市場需求和發展趨向,通過推動數字技術與產品業務的深度融合,深度開展數字孿生技術研發,為轉型高質量發展聚勢賦能。
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字人,電腦里的圖丫丫會哭、會笑、會思考、能互動。這就是數字孿生人類,簡單來說,數字孿生就是創造了一個數字版的“克隆體”。該劇中許多場景如指揮決策、戰場重演也多次用到數字孿生技術。
數字孿生技術是近年來快速發展的一項前沿技術,它通過將物理世界中的實體建模成虛擬空間中的數字化雙胞胎,實現對實體物體的實時監測、仿真、分析和控制。數字孿生技術的應用領域非常廣泛,涵蓋工業制造、航空航天、城市規劃、醫療健康等眾多領域。數字孿生既屬于基礎科學,也是一項應用領域非常廣泛的技術。例如,可以來模擬汽車的設計和生產過程,以便更好改進生產效率和質量;可以模擬飛機和火箭的設計和運行,以便更好改進飛行效率和安全性;可以模擬建筑物的設計和施工過程,以便更好改進建筑效率和質量等;在智能制造領域,它可以實時監測設備的運行狀態,預測設備故障,優化生產計劃。還可以進行虛擬設備的仿真和實物設備的測試,提前發現問題并進行改進,這樣就降低了產品在生產和制造過程中的試錯成本。
數字孿生技術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、生動的展示現實世界的一些工作狀態,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形式更容易為人所接受。
大眾電子公司的技術(研發)中心從數年前就開始跟蹤這項技術,中心通過完成軍方的某型項目,接觸到部隊的相關需求,從而發現數字孿生技術同中心的三維仿真、模擬訓練等自身固有的強勢技術有相通之處,并且有更好的表現力和更綜合的運算能力,直觀、智能,更加便于戰士操作也更易于掌握和理解,于是就開始了對該項技術的研究和更深層次的探索。
研發人員通過研究也發現,掌握了“數字孿生”這一手段,“自用”能豐富他們的技能水平,改進研發流程,降低試錯成本;“應用”到軍方項目、軍民融合以及無人車項目上,可實現產品升級換代、提升產品價值。同時,就單單數字孿生的可視化、生動化、三維化等特點,還能應用到民用領域,前景市場非常廣闊,值得探索。
大眾電子技術(研發)中心始終將打造具有市場競爭力的數字核心技術為己任,在專業方向確定、領域資源分配、人才隊伍建設、科研項目立項等方面向數字孿生技術傾斜,進一步加快數字技術創新應用,切實掌握數字技術發展主動權,培育新的經濟增長點,助力大眾電子形成競爭新優勢。
數字孿生項目立項后,中心便成立了仿真室,專門開展數字孿生的深入探索。通過該團隊成員們數年的學習探索、創新攻關和經驗積累,中心已經完成某試驗項目的前期工作,有效驗證了設計的算法模型,取得了多項寶貴的試驗數據。團隊成員也通過自學,逐漸掌握了在數字孿生技術框架下的CAD建模、計算機指出支持的協同工作技術、知識的推理技術、設計過程管理和虛擬現實技術等,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。
在初步掌握數字孿生的技術及應用后,中心積極實踐,陸續將該技術應用到預研項目中,尤其在大眾電子最近重點研發的礦用無人車項目中,中心將數字孿生技術運用進去,為無人車提供精確制導,并實現觀測的三維化等,提升了產品的價值。
中心工作人員表示,在目前所接觸到的部分項目研發中,需方已經提出能否通過數字孿生技術模擬場景、驗證數據等,為后續工作提供決策依據;在一些項目中數字孿生設計甚至已經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,將是未來贏得市場競爭的關鍵一環。下一步,中心還將繼續深入科研攻關,并通過市場化運作、項目推進,實現技術高效轉化應用。