人民日报:“孪生”的不同精彩
6月15日,航天长征人民号在人民日报客户端发表了《“孪生”的不同精彩》文章。其中对拓扑公司数字孪生智能场站进行了相关报道。拓扑公司数字孪生智能场站以数字孪生模型建设、AI+算法等关键技术为支撑,覆盖场站全要素、全周期,可以实现能源场站线路和设备内外部信息全景展示和更精准的管控。
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没有使用任何图纸模型,300多万个零部件完全在虚拟空间进行模拟、试验,最后返工量减少50%,研发周期缩短40%。这是波音公司777客机利用数字孪生技术所创造的成绩。
在计算机的虚拟世界建立一个跟实物一模一样的模型,两者就像一对双胞胎,这就是“数字孪生”。最先起步于航空领域的数字孪生正在走向更多的领域。火箭院也在深入研究并在不同领域应用数字孪生技术。
让未来火箭更智能
数字孪生技术如果与火箭结合会擦出什么样的火花?火箭院研究发展部在进行相关的思考和研究。
研究发展部设计师王浩亮介绍,基于数字孪生技术,设计师们未来可以实现对火箭生产工厂甚至开发过程的平行镜像,根据任务需求,自主寻优发动机选取、动态优化火箭架构设计,自主推荐工厂生产设备及制造流程,虚拟生产、虚拟试验,平行引导火箭的生产研发。
同时,运载火箭的数字孪生体可以实时记录自主分析预测运载火箭每一批次、每一个零部件的生命周期。根据每一个零部件在运载火箭数字孪生仿真飞行试验以及孪生获取的实际飞行过程中的表现,智能全局寻优,优化火箭结构、控制系统等的设计,为产品的改进提供支撑。
不仅火箭研发、试验可以应用数字孪生技术,未来,这一技术也可以应用于火箭的生产与组装中。平行镜像火箭从车间零部件生产到大型构件以及整箭组装,镜像并分析所有可能影响火箭运行的异常,将工程师们的经验以规则的形式融入平行孪生系统中,实时自主检测火箭健康状态,对一些未达标的零部件、未完工的安装等进行动态提醒,从根本上减少故障的萌生。
自然保护区管理更直接
保护区林地面积大小、野生保护动植物数量、人口情况、山川、河流、工程建设情况等信息,在“某自然环境和资源综合可视化管理系统”中一目了然。
这个系统是火箭院北京航天自动控制研究所结合数字孪生技术打造的,用于自然环境及资源的综合管理。“所见即所得”的三维可视化监视技术能实现“全天候、全要素和全方位”,通过它,保护站点可以及时了解园区内各地区的植被生长情况,也能检测出园区内的人员、动物活动轨迹。
同时,这套系统具有可推演性,根据采集到的数据信息,推演发生自然灾害时的防护薄弱区域,提前派遣人工干预,降低事故发生率。该套系统对于提高整个自然保护区的安全性有着重要意义。
燃气站更安全
燃气泄漏极易引发爆炸事故,因此,燃气场站的安全非常重要。火箭院北京航天万源科技有限公司所属北京航天拓扑高科技有限责任公司将数字孪生技术应用于能源等领域,研发出了“数字孪生智能场站”,为燃气输送安全保驾护航。
数字孪生智能场站以数字孪生模型建设、AI+算法等关键技术为支撑,覆盖场站全要素、全周期,可以实现能源场站线路和设备内外部信息全景展示和更精准的管控。
与依靠传统的能源场站管理模式相比,数字孪生智能场站有4大优点:降低人为原因的操作不确定性或不安全因素,提高场站线路运行效率和可靠性;减少或避免人为巡检,进而减少危险区人员活动时长;降低场站智能设备运行失效风险,提高预知运维水平;节省管理成本、人力资源以及运维成本。
目前,“数字孪生智能场站”已在某燃气场站推广应用。此外,它还可应用于热力、水务、企业生产等领域。
中国已将数字孪生技术定位为七大新一代数字技术之一,它代表了未来科技发展的一大方向,火箭院紧跟科技发展趋势,用数字孪生在不同领域打造不同的精彩。


