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实用魔法

'数字双胞胎'如何模仿气候变化的未来影响

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西门子作为2018年德国汉诺威贸易展展示了汽车生产的数字双胞胎。图片通过Shutterstock /Alexander Tolstykh.

本文自周的气候技术调整,一家专注于气候技术的免费新闻通讯

他们说星球上的每个人都有一个Doppelganger,尽管没有生物关系,但是尽管没有生物关系,那些对他们有着不可思议的相似之处。一些气候解决方案在这一概念上,通过鼓励使用“数字双胞胎”,这些概念可以帮助各国,公司和社区更好地了解气候变化的潜在未来影响 - 网络空间相对安全的界限。

词组数字双胞胎(有时被称为“虚拟孪生“)已经大约了大约二十年了;基本上围绕数字建模软件,计算机辅助设计,地理信息系统(GIS)和运行权力分析在通常的学术飞地外面进入自己的外部。这个想法是可以在数字领域中重新创建/重复物理系统或过程或对象,然后经受一系列条件和情景和风险。可以分析虚拟领域的这些排列的影响以了解可能发生的各种结果通过。

数字双胞胎的潜在应用是Manad和生物系统的无数。例如,在汽车领域,大众汽车使用与西门子开发的数字双胞胎和仿真模型在现实世界中实际采用之前,通过测试过程提高其生产线的效率。As VW Project Manager Torben Meyer noted: "Before we commission the real production plant, or even individual new components, we always perform what’s known as virtual commissioning. That means we test the functions first using a virtual model of the system, which ensures that the real commissioning, which involves stopping the plant at great cost, proceeds as fast as possible."

Covid-19大流行引起的长期全球停机加速了行业和许多其他流程的数字化,数字双胞胎概念肯定受益 - 与一些预测2027年呼吁市场达到约635亿美元,而2020年的估计为31亿美元。人工智能的崛起,传感器的增殖和用于收集更多数据的卫星以及更多计算能力的可用性也是鼓舞人心的研究人员呼吁慢慢但慢慢但肯定地召开了与气候变化有关的应用程序。

该想法是可以在数字领域中重新创建/复制物理系统或过程或对象,然后经受一系列条件和情景和风险。

In early January, for example, Dassault Systèmes (one of the more vocal digital twin advocates), along with packaging company Ardagh Group and consulting organization Exxergey, will begin a test focused on how to lightweight the glass bottle for beverage maker Diageo’s iconic Johnnie Walker whisky brand. The objective is to retain the bottle’s iconic shape and strength, while improving its recyclability and reducing the emissions associated with transportation. Among other things, the virtual tests will help in the research for a new coating necessary to help with that task. The physical testing could be underway by next summer.

数字双胞胎的使用也经常在那些中引用致力于智能城市举措。一个例子是国家数码双程计划在U.K.,设立,以改善基础设施规划,并主动为气候变化的影响做好准备。一个程序参与者是GIS软件公司ESRI,有助于可视化各种场景。

例如,该系统可以帮助地方政府模拟未来洪水创造的潜在损害,观察到ESRI U.K. CEO Stuart Bonthrone,当我上个月在Glasgow的COP26和他在COP26聊天时。它可能使市政当局能够理解医院可能受到影响的地方,应该将哪些居民移动,在那里应该部署服务等等。“为了管理它的影响,您需要管理多个机构并给予他们一个共同的操作图片,”Bonthrone说。“其中一个[数字双胞胎]可以做的事情是让他们拥有这种共同的操作图片。”

他们也可以有助于帮助预测潜在的问题,然后在他们出现并采取行动避免它们之前:“我们可以帮助危机的不同点,”Bonthrone补充道。“这也是为了在他们发生之前积极主动和停止。”

在使用数字双胞胎应用的ESRI客户中,气候弹性计划是Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport - 也参加了一个该地区的更广泛的项目由格鲁吉亚技术推动由西门子和环境工程公司Hazen and Sawyer的投资提供,使用数字双胞胎来研究和管理水处理系统。(顺便说一句,Esri首席科学家黎明赖特在韦尔格21赢得了我们在数字双胞胎概念上的一分钟内介绍的“大小谈话”竞赛。你可以在这里抓住她的视频。)

超越建筑世界,农业中有数字双胞胎谈论,它们可用于对与不断变化的气候条件的变量(如水或肥料)相关的产量的变化进行建模。苏格兰垂直农业启动智能增长解决方案已经使用了这项技术调整其工厂“食谱。

它比我们所有人更大

其他组织正在考虑比特定产品,公司,城市或社区更大的规模。除了备受尊敬的绿色交易,欧洲联盟推出了10年龙“目的地地球“倡议专注于为所有地球生态系统构建数字双胞胎。该模型将包括常用于天气预报的观察数据以及关于人类对水,食品,能源管理和其他物理地球系统的影响的信息。

我们的想法是规划者了解开发方案几十年的潜在影响到未来。一个例子可能是堤防,以防止荷兰的海平面上升。拟议的数字双胞胎可以评估是否建立的基础设施是为了承受今天的气候条件,在2050次时间框架中仍然是有弹性的。

该项目在瑞士的一些着名的高性能计算设施中,包括大学Eth苏黎世和瑞士国家超级计算中心。这不是虚拟世界中唯一的数字地球。最近,计算公司NVIDIA在11月中旬承诺建立超级计算机,基本上将为整个星球创造一个数字双胞胎。“首次,我们拥有技术要做超高分辨率的气候建模,跳到光速和预测区域极端天气的变化数十年,”NVIDIA联合创始人Jensen Huang关于这个愿望的博客

虽然我不能说我是“数字双胞胎”一词的巨大粉丝,但我喜欢超越数字和电子表格的想法,以讲述气候变化的故事。我们需要这个世界上更多的人类来了解全球变暖的影响 - 以及解决它的解决方案。用数字双胞胎,看到相信,然后做。

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