数字孪生：研发和创新的技巧、工具和方法

In the next five years, $30 trillion in corporate revenues will rely on new products. This highlights digital twin technology’s huge potential in Research and Development (R&D). With 75% of product development executives focusing on digitization, the digital-twin technology market is set to grow about 60% every year. By 2027, it’s expected to reach $73.5 billion.

数字孪生创建物理系统的虚拟副本。这样就能更好地进行模拟、预测和操作。它们正在改变我们的创新方式，使开发、成本优化和效率变得更好。有了这项技术，我们可以获得实时数据，准确预测产品性能和市场趋势。

关键要点

• Digital twins can cut product development time by 20 to 50%, reducing the need for multiple prototypes.
• 使用数字双胞胎可减少 25% 质量问题，并将销售额提高 3 至 5%。
• 全球数字双胞胎市场预计每年增长 60%，到 2027 年将达到 $735 亿美元。
• 许多行业，如制造业和生物技术行业，都在使用数字双胞胎。
• 对于解决供应链问题的企业来说，投资数字双胞胎至关重要。它有助于降低成本，增加收入。

了解数字双胞胎：全面概述

数字双胞胎标志着各行各业使用和了解物体的方式发生了巨大变化。它们是 虚拟模型 与真实情况非常吻合。这样就能深入洞察，更好地利用。它们汇集了来自许多地方的数据，例如 物联网 传感器，以很好地模拟真实世界。

The use of IoT in research is key for digital twins. IoT devices gather and analyze data continuously. This makes the models dynamic. For example, in cars, digital twins check how a vehicle is doing in real-time. This helps predict problems and find issues before they happen.

Adding AI and predictive analytics to digital twins is a big step forward. This lets the models better themselves and make decisions alone. This is especially good in areas like aerospace, where details matter a lot. The digital twin market is expected to reach USD 73.5 billion by 2027. This shows how important and widespread they are becoming.

新的实时数据进步赋予了数字双胞胎快速反应能力。这有助于在许多领域做出快速、明智的决策。例如，在城市规划中，双胞胎可以测试变革，帮助实现可持续增长。

网络安全 对数字孪生来说非常重要，因为它们要处理大量的私人数据。强大的安全性，如 加密这有助于保护这些数据。尽管建立数字孪生系统的成本可能会很高，但最终会得到回报。数字孪生所带来的好处值得付出成本和努力。

数字孪生技术的发展和历史

The development of digital twins started as simple models. They are now complex systems that work with AI and machine learning. The path of digital twin technology began in the 1960s. NASA used them first during the Apollo 13 mission. Since that time, the concept has grown and become very popular, especially in the early 2000s.

到 2015 年，数字双胞胎已成为 "工业 4.0 "革命的关键。这是数字双胞胎发展史上的一大步。到 2021 年，市场价值将达到 $6.5 亿美元。到 2030 年，市场价值可能会达到 $1257 亿美元。这一增长源于它们的巨大优势。它们能提高效率、节省时间和金钱，并能更好地进行风险评估。

最近，随着 2022 年元宇宙热潮的兴起，数字双胞胎再次成为人们关注的焦点。它们让企业和用户更清晰地了解我们的物理世界。它们的好处包括降低成本、减少故障和更顺畅的运营。这适用于许多领域，如航空航天和医疗保健。

Using digital twins in R&D changes things a lot, but it’s hard too. The big costs at the start and the need for know-how are big challenges. Yet, businesses focus on value. Digital twins offer a smart way to model or test real-life elements. This makes operations run smoothly and continue without stopping.

此外，实时捕捉和生成式人工智能等技术也有助于解决这些难点。它们让数字产品的创建变得更快、更容易。

In conclusion, the historical perspective of digital twins shows their growth from ideas to key tools in modern R&D. They have a big future in growing and bringing new things to life.

数字双胞胎在产品开发中的主要优势

数字孪生在当今的产品制造中非常重要。它们有助于改进设计，提高成本效益。有了数字孪生，公司可以在虚拟世界中测试和更改产品。这意味着在制作模型上花费的资金更少，推出产品的时间更短。这样，产品就会变得更好、更可靠。

加强产品设计和工程

公司通过数字孪生技术更好地制造产品。这项技术可以让他们在虚拟空间中测试变化。工程师可以在问题出现在现实世界之前就将其解决。这样，产品就能运行得更好，功能更多。

麦肯锡的一份报告显示，75% 使用数字双胞胎的公司达到了中等复杂程度。使用数字孪生的一些领域包括

• 汽车 helps in working together on car designs worldwide.
• 工业制造： boosts product quality and reduces costs by finding issues early.
• 航空航天 makes plane performance better without as much testing, saving time and money.

使用数字孪生来测试和完善设计，可以减少对物理模型的需求。这就加快了开发时间。产品可以更快、更高效地发布。

降低成本和优化流程

数字孪生在节约研发成本方面发挥着重要作用。数字孪生使流程更完善，资源利用更合理。通过发现浪费的地方，数字孪生可以帮助公司节省大量成本。例如，使用数字孪生缩短了 20-50% 的开发时间，降低了早期模型的成本。

此外，数字孪生还能提供有价值的售后服务，比如预测何时需要维护。这可以延长产品的使用寿命，让客户更满意，并保持回头客。

数字孪生带来的益处和流程改进凸显了其在实现......

常问问题

术语表

Internet of Things (IoT): 一个由嵌入传感器、软件和其他技术的互连设备组成的网络，使它们能够通过互联网收集和交换数据，促进各种流程和系统的自动化、监控和控制。

Network-attached storage (NAS): 一种连接到网络的存储设备，允许多个用户和设备访问和共享数据，通常提供集中式文件存储、备份和管理功能。它独立于计算机运行，可通过标准网络协议访问。

Return on Investment (ROI): 用于评估投资盈利能力的财务指标，通过将投资净利润除以初始成本计算得出，以百分比表示。

User experience (UX): 用户与产品、系统或服务交互时的整体满意度和感知，涵盖整个交互过程中的可用性、可访问性、设计和情感反应。