《数字孪生在航空航天和国防领域的应用》2023最新60页slides

对于航空航天与国防（A&D）行业来说，数字孪生技术并不是一个新概念，但它的重要性却与日俱增。简单地说，数字孪生就是物理系统的虚拟复制品，它可以帮助优化物理系统的性能。由于数字孪生系统纯粹存在于虚拟空间中，因此可以对其进行应力测试、评估和设计修改，而不会对安全造成影响，并且成本最优，这样就可以在接触物理资产本身之前完成所有实验和重大决策。鉴于 A&D 面临的众多挑战，包括供应链中断、降低总拥有成本（TCO）的必要性、熟练劳动力短缺、劳动力老龄化、安全和法规要求、持续减少碳足迹以实现可持续增长的需要，在承诺采用物理解决方案之前以虚拟方式解决这些问题的能力使数字孪生成为推动行业实现其目标的宝贵工具。

数字孪生利用真实世界的运营数据进行模拟，预测可能出现的结果，这意味着所有结论都可以谨慎地应用到实体资产中。数字孪生利用人工智能（AI）、物联网（IoT）等其他技术，以及增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）等沉浸式技术，在数字世界和物理世界之间架起了一座桥梁。它们建立了一个闭环方法来协同数据、技术和业务流程。其结果可能是惊人的。

如今，大型航空原始设备制造商（OEM）正迫不及待地将数字孪生应用于其制造流程的各个环节。"我们的数字孪生使我们能够为关键利益相关者，包括无人机和飞机飞行员、操作员、监管者以及UTM（无人机交通管理）服务提供商本身，对各种情况进行建模、仿真和缩放，"空客UTM仿真主管马克斯-埃格罗夫-诺瓦解释说。在国防工业中，数字孪生使兵力能够在逼真但无后果的'战争游戏'结构中演绎一系列作战场景和敌方反应，让部队在高风险的战斗中做好更充分的准备。

不过，数字孪生的范围并不局限于地面事务。美国航空航天公司洛克希德-马丁（Lockheed Martin）正与软件企业英伟达（NVIDIA）合作开发人工智能（AI）驱动的地球观测数字孪生系统，以帮助模拟全球环境状况的潜在发展，如极端天气事件。

机场运营商也在利用这项技术。温哥华机场管理局推出了温哥华国际机场（YVR）的数字孪生。该平台使机场的旅客体验团队能够预测并缓解 2022 年旅游旺季安检站的旅客拥堵情况。YVR 还开始使用数字孪生来模拟飞机起降和机场活动，从而减少温室气体（GHG）排放。

2022 年，我们启动了一项研究，以评估数字孪生在各行各业（包括航空与发展）中的优势，并说明该技术如何成为智能产业转型的核心。我们的最新报告深入研究了 A&D 行业，探讨了正在改变行业动态的数字孪生应用案例。在参与第二次调查的 150 家 A&D 组织中，80% 正在实施数字孪生计划。

执行总结

A&D 行业已经习惯了由供应链合作伙伴组成的复杂生态系统所固有的压力，并面临着苛刻的监管和认证挑战。然而，大流行病造成了额外的严重破坏，对商业航空业的打击最大。18 个月前，我们的数字孪生研究强调了该技术推动绩效和可持续发展的能力。随着航空和研发行业从大流行病的影响中恢复过来，我们希望了解其与数字孪生的四点关系：

企业是否继续投资数字孪生？
如果是，是什么推动了这些投资？
数字孪生能在哪些领域带来价值？
企业如何才能成功地扩展其举措？

我们的研究表明，人们对数字孪生在研发领域的潜力仍然充满信心。制定了数字孪生长期路线图的企业比例从十八个月前的 57% 上升到现在的 73%。这种对数字孪生部署的兴趣是由上下两方面驱动的。78%的企业认为，技术进步是数字孪生投资的首要驱动力，其次是运营效率，占 75%。除此以外，数字孪生还在两个方面为可持续发展做出了贡献：减少航空业的碳足迹，以及对绿色航空替代品（如电动电池和氢燃料）的设计进行虚拟验证。数字孪生将物理世界和虚拟世界连接起来，提高了设计和运营效率。A&D 原始设备制造商、供应商、太空公司和航空公司都在有目的地投资数字孪生技术。总体而言，该行业计划将其收入的 2.7% 投资于数字孪生计划，比上一年猛增 40%。

通过将各种数字孪生技术相结合，航空与发展行业可以改善其价值链的方方面面--从设计从设计到生产再到运营；该技术还支持生态系统内的协作，这是在新的商业环境中蓬勃发展的关键因素。在新的商业环境中蓬勃发展的关键因素。

研究还探讨了工业元宇宙，它为数字孪生增添了一个新的层面。这为数字孪生增添了一个新的层面，意味着企业可以在更加逼真的环境中进行互动--"数字孪生 "的 "元宇宙"。孪生互联网"。我们的我们的研究发现，每三个组织中就有一个正在研究或计划在年内这样做。身临其境的培训和真实测试是他们特别感兴趣的领域。特别感兴趣的领域。

虽然数字孪生应用广泛，但企业要充分发挥其潜力，还需要一些先决条件。包括数字连续性、云、连接性和技术能力在内的支持性基础设施是必要的基础，可实现数字孪生与各种系统的无缝集成。然后，能够从各种来源类型向孪生提供数据的数字线程，以及推动敏捷文化的项目管理也至关重要。飞机原始设备制造商还可以推动互操作性，并与供应商、同行、顾问和系统集成商合作，以发挥协同效应。一级供应商需要重点建设数据集成、模拟和项目管理等一系列能力，以便与飞机原始设备制造商和二级供应商无缝合作。国防组织需要加强网络安全，同时发展人工智能和 ML 能力。通过专注于这些方面，所有行业参与者都能进入我们称之为 "智能工业 "的转型新时代。