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發(fā)布時間:2024-01-09 09:44:30 人氣:
如果說前兩年數(shù)字孿生還是眾說紛紜、莫衷一是、各說各話的年代,那么到如今經(jīng)過學(xué)術(shù)界幾百個數(shù)字孿生廠商數(shù)十萬個項目的不斷摸索、實踐和試錯,數(shù)字孿生的概念也基本已經(jīng)達成了共識。
那么數(shù)字孿生也從剛開始的泡沫炒作到泡沫被戳破的低谷逐漸過渡到平穩(wěn)發(fā)展的理性上升階段。
那么關(guān)于數(shù)字孿生所有人達成的最基本的共識,就是以目前的技術(shù),我們只能實現(xiàn)最初級的數(shù)字孿生,距離真正的數(shù)字孿生可能得和核聚變一樣,至少得需要五十年。因為在機理模型構(gòu)建上、傳感器的感知能力上、高自由度復(fù)雜場景的預(yù)測分析決策上,與我們目前的技術(shù)都還遠遠實現(xiàn)不了。
與此同時呢,當(dāng)前的市場競爭格局也已經(jīng)基本形成。經(jīng)過這幾年的野蠻發(fā)展和殘酷競爭,有百分之六十的數(shù)字孿生廠商已經(jīng)倒下,那么現(xiàn)在還活下來的基本上就是相對比較穩(wěn)定的。
那么從技術(shù)層面上呢,數(shù)字孿生的技術(shù)路線也已經(jīng)非常清晰了,幾何模型+機理模型+數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的有機融合,是數(shù)字孿生模型的基本的技術(shù)路線。
我們首先說幾何外觀模型。相對直觀視覺沖擊感強,而且也是大家都熟悉的模型。幾何建模有幾種技術(shù)路徑:比如說以3dmax、瑪雅等為代表的通用3d工具。這些工具追求易用性,也就是說方便易學(xué),同時建模動畫和渲染為一體,這些模型之前主要是用于在游戲上面。
那么還有是以UG、CAD、creo等為代表的設(shè)計軟件,追求通過幾何引擎、約束求解器等等來實現(xiàn)幾何模型的準確性、協(xié)同性、集成性。這些軟件它起源于設(shè)計院,基本上都是用參數(shù)進行建模,所以呢模型非常準確。同時呢由于大家一起協(xié)作,比如說在建筑設(shè)計領(lǐng)域,有人負責(zé)結(jié)構(gòu),有人負責(zé)水電,有人負責(zé)暖通,最終要匯總到一起做碰撞檢查,所以也比較注重協(xié)同性和集成性。
還有呢以rapidform、geomatics為代表的基于激光掃描建模的工具,主要通過點云數(shù)據(jù)的處理,實現(xiàn)直接的建模。同外呢還可以利用對點云、圖像、衛(wèi)星圖、人機影像等高自動化方式來實現(xiàn)基于真實數(shù)據(jù)的大規(guī)模場景的重建。
那么關(guān)于幾何建模的關(guān)鍵技術(shù),其實就兩個問題,基本上就是在呈現(xiàn)上面盡量的不卡頓,比較流暢,畫面呢更加的真實?,F(xiàn)在來說壁壘也不深,因為現(xiàn)在大部分廠家都可以做到3d引擎的一個呈現(xiàn),只是有了更加流暢,有的更加卡頓而已,那么具體技術(shù)是一個輕量化的處理,第二個呢是云渲染的一個引擎。
說完了幾何外觀的建模,再說一下機理仿真建模。其實我們都知道幾何外觀只是一個空殼子,只是解決了看的問題。如果說真正讓模型有幫助,就需要仿真模型。仿真模型呢最開始是源自于工業(yè)制造業(yè),包括現(xiàn)在技術(shù)也是,因為一些老牌的仿真大廠所壟斷,包括西門子、達索等等,目前國內(nèi)唯一還能夠拿得出手的就是中望軟件了,這款我們與國外的技術(shù)差距也是最大的,業(yè)界一直稱是三十年,確實呢改造起來也是比較困難。
最后呢再談一下基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型。如果說機理仿真模型是針對已知規(guī)律的刻畫的話,那么數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型就是通過歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、人工智能等等來實現(xiàn)對未知規(guī)律,對虛擬空間的擬合。
目前來看,機理模型發(fā)展了七十年,已經(jīng)遇到了很大的瓶頸。因為過于復(fù)雜的場景,超多的自由度和編輯的條件是沒辦法通過機理模型進行建模的,那么就只能通過人工智能的數(shù)據(jù)來驅(qū)動模型。
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