ANSYS系统仿真与数字孪生解决方案

数字化转型：驱动物理与数字世界交互融合的价值利用与价值实现


引言

在当今时代，数字化转型已成为企业追求效率、成本优化和竞争优势的关键驱动因素。通过融合数字与物理世界的价值创造，企业能够实现生产效率的提升、成本管理的优化以及市场竞争地位的稳固。其中，基于仿真的“数字孪生”技术扮演着至关重要的角色，成为实现这一目标的核心驱动力。

数字孪生的价值与应用

数字孪生技术旨在构建实体设备、系统或过程的数字模型，在此模型上进行预测、仿真和优化，以支持设计、制造、运营和维护等全生命周期过程。相较于直接依赖物理实体的测试和技术决策，数字孪生的应用使得企业能够进一步挖掘额外价值，降低成本，以及为创新提供支持。以叶片载荷数据为例，当无法直接获取时，数字孪生通过间接获取并分析，为设计优化、性能提升和成本控制提供关键见解。

“数字孪生”实现高阶数据分析




基于仿真的数字孪生，借助于先进的数据分析与处理技术，可在高精度模型上进行复杂的分析。传统物理试验和实地测试存在时间长、成本高、可重复性差等局限性，而数字孪生打破了这一限制，通过仿真预演实现了问题的提前识别与解决方案的高效探索。

数字双胞胎的实际应用案例


以几大领域为例，传统工业序列进行转型：

海上采油平台优化：通过数字化转型，实现设计过程中的精确3D仿真与在线诊断、远程监控，预测并提升设备寿命，实现运营维护与成本收益的协同优化。

风力涡轮机监测与维护：构建数字孪生体进行远程监测，识别潜在故障，预测组件寿命，实现自动化维护计划，显著降低运营成本，提升生产效率。

电网数字化升级：为变压器等关键设备创建数字模型，结合IoT平台，实现电力系统功能的软硬件协同优化，提升安全性和效率。

泵系统试验与评估：改造传统试验平台为数字化模式，借助ANSYS技术，准确预测性能与故障，应用于设计验证、操作优化与维护规划。

实现数字孪生价值的关键能力

实现数字孪生的关键在于构建强大的系统仿真与模型集成能力。这包括构建和管理多学科联合仿真，支持从概念设计到运维阶段的全方位支持，以及通过标准化接口（如FMI）实现模型高效集成、嵌入式软件协同与高级分析技术协同等。

ANSYS Twin Builder：设置全生命周期数字孪生

ANSYS Twin Builder作为数字孪生平台的核心组件，强调一体化概念，覆盖从概念设计到运营维护整个生命周期，以实现模型快速构建、验证与部署。其强大功能包括但不限于：

快速构建系统仿真模型：采用内置的Modelon Modelica库，支持多领域的专业模型构建，与行业标准兼容。

高级集成与优化技术：集成多功能后处理与优化工具，提高仿真效率，支持快速原型开发，进行系统验证与优化。

部署与安全性：利用Ansys Twin Deployer轻松进行数字孪生体的部署，并通过安全性检查确保环境安全，支持云、边缘设备和离线部署。