理解混合孪生：工程创新的新数字前沿

混合孪生是一种先进的工程模型，结合了数值模拟和现实世界实验数据的优势，为复杂系统创建了更准确、更可靠的表示。通过结合基于物理的模型和数据驱动的算法，工程师可以模拟和预测现实世界的现象。与主要依赖数据并且通常需要大量数据的数字孪生不同，混合孪生将基本的物理定律和力学以及机器学习技术结合到他们的模型中。这种双重方法提高了模拟的准确性和可靠性，使得用更少的数据点预测复杂的行为成为可能。

其工作原理如下：

• 数值模拟: 数学模型根据数学公式模拟系统的行为。它们快速且经济高效，但并不总是100%准确，因为它们依赖于对现实世界的假设和简化。
• 实验数据: 这是从物理实验中收集的真实世界数据。它非常准确，但收集起来可能既耗时又昂贵。

混合孪生在从汽车研发到制造业的各个行业都有应用。以下是ESI客户最近的两个用例：

• 混合孪生在汽车开发中 |混合孪生在碰撞模拟场景中非常强大。通过采用sPGD和ReCUR等尖端方法减少模型数量，原始设备制造商可以优化车辆侧梁加固等，从而显著缩短模拟时间和成本。这种设计过程的民主化也使非专业工程师能够参与高级模拟。
• 汽车制造中的混合孪生 |在制造工程中，混合孪生可以优化激光钎焊和焊接质量控制。通过结合实验和数值数据，这种方法确保了组件的强度和耐用性，这对制造过程至关重要。

除了这些例子，混合孪生在提升公司的产品生命周期管理（PLM）战略方面发挥着至关重要的作用。它们促进了更快、更便宜、颠覆性和可扩展的创新。通过实现实时模拟和预测性维护，混合孪生简化了产品开发周期，缩短了上市时间，降低了成本。这种敏捷性使公司能够快速适应市场变化，推出突破性产品，保持竞争优势。此外，混合孪生的可扩展性支持从组件级分析向系统体系思维的过渡，这对智能城市和工业自动化等行业至关重要。

混合孪生的优点是多方面的：

• 首先，它们提供了更高水平的可解释性，因为由于已知物理定律的整合，模型的潜在机制得到了更好的理解。这种透明度对于错误检测和质量保证至关重要。
• 其次，减少对大量数据集的依赖转化为更低的能耗，使其成为一种环保的选择。
• 最后，混合孪生能够实现更快、更准确的模拟，这可以显著节省成本，并在产品设计和制造方面实现创新。