人工智能在数字孪生中的应用

数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型 等，模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术手段。 从数字孪生的定义来看，数字孪生具有互操作性、可扩展性、实时性、保真性以及闭环性等特 征。

数字孪生作为一项关键技术和提高效能的重要工具，可以有效发挥其在模型设计、数据采集、 分析预测、模拟仿真等方面的作用，助力推进数字产业化、产业数字化，促进数字经济与实体经济 融合发展。 数字孪生依托知识机理、数字化等技术构建数字模型，利用物联网等技术将物理世界中的数据 及信息转换为通用数据，并且结合 AR/VR/MR/GIS 等技术将物理实体在数字世界完整复现出来。 在此基础之上，利用人工智能、大数据、云计算等技术做数字孪生的描述、诊断、预警 / 预测及 智能决策等共性应用赋能给各垂直行业。 由此可见，人工智能是数字孪生生态的底层关键技术之一，其必要性主要体现在数字孪生生态 系统中的海量数据处理、系统自我优化两个方面，使数字孪生生态系统有序、智能运行，是数字孪 生生态系统的中枢大脑。

   根据中国电子技术标准化研究院对数字孪生生态的构成分析，数字孪生生态系统主要可以分为 基础支撑层、数据互动层、模型构建与仿真分析层、共性应用层以及行业应用层等。 人工智能技术主要应用在仿真分析层面，在仿真分析层，根据中国电子技术标准化研究院发布 的《数字孪生应用白皮书》，如何在大体量的数据中，通过高效的挖掘方法实现价值提炼，是数字 孪生重点解决问题之一。数字孪生信息分析技术，通过 AI 智能计算模型、算法，结合先进的可视 化技术，实现智能化的信息分析和辅助决策，实现对物理实体运行指标的监测与可视化，对模型算 法的自动化运行，以及对物理实体未来发展的在线预演，从而优化物理实体运行。

  图表：人工智能技术在数字孪生生态仿真分析层中的应用