数字孪生是什么？为什么需要数字孪生？如何开发数字孪生的数字化课程？

数字孪生是一种特殊类型的数学模拟模型，它代表当前事物的特定状态，例如机器或业务流程。通过将来自工厂（车间、机器、作物形态等）的当前生产数据与数学模拟算法相结合，构建3D虚拟场景，将数据赋值于3D场景进行互动来实现的。数字孪生的结果可以增强制造、运输、供应链、医疗保健等领域的业务洞察力和绩效，涵盖垂直行业和各个行业。

要了解数字孪生的好处，就必须了解它们带来的可能性。本文探讨了它们的特征和构造，以及生成良好数字孪生的问题，并通过实例展示了它们的价值。

随着计算机技术的飞速发展，采用数字孪生变得越来越容易。计算和通信的成本不断下降，而数学模型、三维场景等构建工具的功能也得到了进一步发展。这使这使得高校教学、生产行业等都在使用数字孪生技术，例如工厂流程、全球供应链、机器维护，甚至制药研发和化工生产等等。

数字孪生都可以有多种用途，并为创新提供许多可能性，提供实时洞察、模拟预测为教师教学提供方便。凭借数字孪生能力开发的数字化教学课程，可以为老师提高教学效率、提升学生的学习兴趣并提高学习质量。

数字孪生的具体实现细节将取决于其规模和用途，但数字孪生必须具备两个基本特征：
1.始终反应现有的操作对象——从设计到系统交付，数字孪生都将反映特定的对象。
2.代表对象的真实状态——提供描述对象或过程的当前和历史状况的数据。这些信息（例如发动机温度和速度）可能来自用户输入或传感器（通常是物联网），应随时间收集以供进一步使用。
这两个特征结合起来，创建了真实系统及其状态的虚拟表示。确定特定对象状态的能力使数字孪生与简单的模拟模型区分开来。表示真实状态的数据的更新频率会有所不同——涡轮机的状态可能会定期和频繁地更新，而供应链的状态则间歇性和异步地更新。只要模型对应于一个可唯一识别的对象，并且其状态足够准确，它就可以被视为数字孪生。

通过虚拟三维模型对现实生产工厂、教学实验室等场景进行高精度的仿真模拟，使学生再在虚拟世界得以具有和现实世界相同的感官体验，同时可以进行模拟操做，进而掌握相关知识。这种模拟教学有以下几个优势：1、可视化呈现，数字孪生技术通过现实与虚拟场景双向映射，可成功构建出模拟实景的教学环境，不仅可以实现对复杂景物的虚拟再现，还可以强化用户对虚拟设备的自由操作。2、方便开展教育教学与管理。例如，可利用数字孪生技术构建的数字实验室模型对学校真实的物理化工实验室等内容进行模拟，利用人工智能和大数据分析，提前规划各类实验资源的分配和方案的可执行度测试。充分利用数字孪生的虚实互相映射的技术特点为实训和实验教学提供帮助。3、可精准教学分析与教学创新。在传统教学中，受技术环境和设备条件等因素的限制而无法做到对教学过程数据的全面把握与探索，对不同学科的教学活动环节很难做到精准分析。凭借数字孪生技术和数字化教学资源基础，能够依靠数据结果进行方便的教学分析。

昆仑天马仿真技术有限公司以自主研发的数学算法为基础，根据真实的化工生产工艺，以生产数据为核心，进行数字资产的挖掘，构建昆仑云仿真平台，采用虚实融合，将真实的生产数据与反馈到教学软件。让教师在虚拟的环境中进行教学操做，推动了教学课程数字化的研发和创新