数字孪生与数字主线

数字孪生是与数字主线是既相互关联又有所区别的一个概念。

数字孪生一个物理产品的数字化表达，以便于我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况，与此相关的技术包括增强现实和虚拟现实。数字主线在设计与生产的过程中，仿真分析模型的参数，可以传递到产品定义的全三维几何模型，再传递到数字化生产线加工成真实的物理产品，再通过在线的数字化检测/测量系统反映到产品定义模型中，进而又反馈到仿真分析模型中。在产品研制过程中，数字主线建立在基于产品通用数据库和物理模型的基础之上。

产品设计端借助于数字主线可以根据工厂的生产能力、设备的可用性、可维护性进行更好的优化，比如，设计阶段的公差可以适当放宽，以削减后期产品装配时需要借助于外部工装进行辅助定位的成本。

当前工业界的数据断层很多，从设计到制造、装配和检验过程中数字量的连续流动仍然存在许多的断点需要打通。虽然已有的新的标准规定的3D几何模型加强了产品制造信息，这些信息丰富、规范、语义化，并且可被机器稳定地读取。

然而，当前数字化研制各环节的流动仍然是单方向的，并且在各环节中存在大量的瓶颈，阻碍了企业级信息化的效果。

美国数字制造业通过数字主线等技术，研究和识别各环节的沟通需求和相关的信息内容，将这些需求描述格式化，支持这些信息交换和使用相关的标准和工具的开发。显然，这将为智能制造奠定坚实的技术基础，在降低成本的情况下提升产品的设计研发速度。

数字孪生描述的是通过数字主线连接的各具体环节的模型。可以说数字主线是把各环节集成，再配合智能的制造系统、数字化测量检验系统的以及赛博物理融合系统的结果。通过数字主线集成了生命周期全过程的模型，这些模型与实际的智能制造系统和数字化测量检测系统进一步与嵌入式的赛博物理融合系统进行无缝的集成和同步，从而使我们能够在这个数字化产品上看到实际物理产品可能发生的情况。

简单说，数字主线贯穿了整个产品生命周期，尤其是从产品设计、生产、运维的无缝集成；而数字孪生更像是智能产品的概念，它强调的是从产品运维到产品设计的回馈。它是物理产品的数字化影子，通过与外界传感器的集成，反映对象从微观到宏观的所有特性，展示产品的生命周期的演进过程。当然，不止产品，生产产品的系统比如生产设备、生产线和使用维护中的系统也要按需建立数字孪生。