1、仿真技术支撑产品数字孪生应用白皮书Ansys 联合 e-works 发布White Paper近年来，数字孪生技术（Digital Twin）成为各界关注的热点，全球权威 IT 研究机构 Gartner 在 2017 至 2019 年连续三年将数字孪生作为十大战略前沿技术之一。随着计算机的计算与存储能力迅速提升、成本迅速下降，三维建模技术的全面普及，虚拟仿真、虚拟现实 / 增强现实、传感器和物联网等关键使能技术的迅速发展，数字孪生技术产生了广泛的应用场景。为了帮助企业更好地理解和应用数字孪生技术，明确仿真技术在数字孪生技术中的应用方法与价值，e-works 联合全球仿真软件领导厂商 Ansys

2、 公司发布了本白皮书。白皮书将系统介绍数字孪生成熟度模型和实施路线图，剖析仿真技术如何助力企业实现数字孪生，并分享相关实践案例。本白皮书致力于帮助企业正确理解和应用数字孪生技术，真正为企业创造业务价值。目录引言 3一、数字孪生的内涵与使能技术 31. 从产品全生命周期视角解读数字孪生的内涵 32. 数字孪生的基本特征 43. 数字孪生的关键使能技术 5二、面向产品全生命周期的数字孪生应用 71. 产品研发阶段的数字孪生应用 72. 产品工艺规划和制造过程的数字孪生应用 83. 产品测试阶段的数字孪生应用 84. 产品服役阶段的数字孪生应用 85. 产品报废回收再利用阶段的数字孪生应用 96.

3、面向产品的数字孪生技术应用价值 9三、仿真技术支撑产品数字孪生应用 10四、产品数字孪生应用实施路线图 15五、产品数字孪生应用的实践案例 181. 汽车行业 182. 装备行业 193. 航空航天与国防行业 20六、总结 21Contents目录3近年来，数字孪生技术（Digital Twin）成为各界关注的热点，全球权威 IT 研究机构 Gartner 在 2017 至 2019 年连续三年将数字孪生作为十大战略前沿技术之一。随着计算机的计算与存储能力迅速提升、成本迅速下降，三维建模技术的全面普及，虚拟仿真、虚拟现实 / 增强现实、传感器和物联网等关键使能技术的迅速发展，数字孪生技术产生了

4、广泛的应用场景。任何物理实体都可以创建其数字孪生模型，一个零件、一个部件、一个产品、一台设备、一把加工刀具、一条生产线、一个车间、一座工厂、一个建筑、一座城市，乃至一颗心脏、一个人体等。对于不同的物理实体，其数字孪生模型的用途和侧重点差异很大，但其共同特点是对物理对象建立高保真度的数字孪生模型，通过传感器和物联网实现物理对象和数字孪生模型的双向映射，再对数字孪生模型进行可视化和仿真分析，优化其对应的物理对象的性能和运行状态，诊断和预测可能出现的故障，提升运行绩效。数字孪生技术的应用场景横跨了其物理对象的设计 / 制造、运营服务到报废回收再利用的全生命周期。当前，业界对于数字孪生技术还存在一些模

5、糊甚至错误的认识，给数字孪生技术披上了一层神秘的面纱。e-works 认为，如果不能正确理解数字孪生技术的基本内涵就囫囵吞枣地应用数字孪生技术，很可能会“走入歧途”。为了帮助企业更好地理解和应用数字孪生技术，明确仿真技术在数字孪生技术中的应用方法与价值，e-works 联合全球仿真软件领导厂商 Ansys 公司发布了本白皮书。白皮书将系统介绍数字孪生成熟度模型和实施路线图，剖析仿真技术如何助力企业实现数字孪生，并分享相关实践案例。本白皮书致力于帮助企业正确理解和应用数字孪生技术，真正为企业创造业务价值。仿真技术支撑产品数字孪生应用白皮书一、数字孪生的内涵与使能技术1. 从产品全生命周期视角解读

6、数字孪生的内涵从产品全生命周期的视角来看，数字孪生技术的应用是在虚拟空间中对产品全生命周期的各个阶段，如需求分析、设计与研发、采购、制造、营销、客户服务、报废与回收等全过程进行数字孪生模型的建模、仿真、分析与优化的过程。数字孪生囊括了产品全生命周期、全要素、全过程的数字化描述，即以现实产品的整个生命周期为对象进行映射，使产品孪生模型成为现实产品在虚拟环境中全生命周期的另一条产品生命线。值得一提的是， 在这条产品生命线跟随现实产品的产生直至消亡之后， 产品的数字孪生模型并不会因现实产品的消亡而终止其存在的意义，反而会继续将现实产品的生命在虚拟环境中延续下去，成为下一代产品诞生的知识积淀。因此，只