2023-06-22-Capgemini-航空航天与国防中的数字孪生（英）-2023-60页_60页_13mb

数字孪生在航空航天与国防行业的应用分析

什么是数字孪生？

数字孪生是一种虚拟系统，它通过数字建模和数据集成来模拟物理资产或流程，并不断更新以模拟现实世界的变化。其目的是连接物理空间和数字空间，支持产品开发、优化运营和提升可持续性。

数字孪生的主要应用

1. 设计与开发：

   • 在验证设计方案和产品设计方面提供支持。
   • 使用数字孪生减少复杂设计的时间和成本，缩短产品上市时间。

2. 生产制造：

   • 虚拟调试与验证（虚拟联合）技术，减少物理测试时间和成本。
   • 优化生产流程、供应链管理和车间操作效率。

3. 运营与维护：

   • 预测性维护：提前识别潜在问题，减少系统停机时间。
   • 改善航空器可用性、可靠性和性能。

4. 可持续性：

   • 优化能源消耗以减少碳排放。
   • 支持新兴产业的绿色设计，如电动电池和氢能飞机。

5. 培训与协作：

   • 提供沉浸式培训环境以提高技能认证。
   • 支持多方远程协作，特别是国际标准领域的合作。

投资与趋势

• 投资翻倍：航空航天和国防行业计划将收入的2.7%用于数字孪生项目，较上一年增长40%。
• 战略价值：提高运营效率是投资重点，其次是新技术应用和可持续发展目标。
• 工业元宇宙：数字孪生是工业元宇宙的基础组成部分，已有73%的组织对元宇宙潜在价值表示热情。

面临的挑战

• 数据管理：需要统一数据平台和更好的数据治理以支持远程协同。
• 技术集成：与现有系统（如CATIA）集成成本高。
• 技能缺口：需要加强AI、模拟建模和数字工程领域的专业人才。

实施建议

• 基础设施：建设智能基础设施，确保连续性和高连通性。
• 合作生态：通过跨企业协作推动数字孪生标准。
• 技能培养：关注AI、预测分析和集成项目管理技能的发展。

结论

数字孪生是航空航天与国防行业优化设计、降低运营成本，并提升可持续性的关键技术。该技术在多个行业实践中的应用已显示巨大潜力，为解决复杂的行业挑战（如供应链不稳定和环保压力）提供了有力支持。