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A comprehensive review of digital twin - part 1: modeling and twinning enabling technologies

Résumé

As an emerging technology in the era of Industry 4.0, digital twin is gaining unprecedented attention because of its promise to further optimize process design, quality control, health monitoring, decision and policy making, and more, by comprehensively modeling the physical world as a group of interconnected digital models. In a two-part series of papers, we examine the fundamental role of different modeling techniques, twinning enabling technologies, and uncertainty quantification and optimization methods commonly used in digital twins. This first paper presents a thorough literature review of digital twin trends across many disciplines currently pursuing this area of research. Then, digital twin modeling and twinning enabling technologies are further analyzed by classifying them into two main categories: physical-to-virtual, and virtual-to-physical, based on the direction in which data flows. Finally, this paper provides perspectives on the trajectory of digital twin technology over the next decade, and introduces a few emerging areas of research which will likely be of great use in future digital twin research. In part two of this review, the role of uncertainty quantification and optimization are discussed, a battery digital twin is demonstrated, and more perspectives on the future of digital twin are shared. Code and preprocessed data for generating all the results and figures presented in the battery digital twin case study in part 2 of this review are available on Github.

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Concepts associés (33)
Réalité virtuelle
vignette|250x250px|Personnel de l'U.S. Navy utilisant un simulateur de parachute. L'expression « réalité virtuelle » (ou multimédia immersif ou réalité simulée par ordinateur) renvoie typiquement à une technologie informatique qui simule la présence physique d'un utilisateur dans un environnement artificiellement généré par des logiciels. La réalité virtuelle crée un environnement avec lequel l'utilisateur peut interagir. La réalité virtuelle reproduit donc artificiellement une expérience sensorielle, qui peut inclure la vue, le toucher, l'ouïe et l'odorat (visuelle, sonore ou haptique).
Conceptual model
A conceptual model is a representation of a system. It consists of concepts used to help people know, understand, or simulate a subject the model represents. In contrast, a physical model focuses on a physical object such as a toy model that may be assembled and made to work like the object it represents. The term may refer to models that are formed after a conceptualization or generalization process. Conceptual models are often abstractions of things in the real world, whether physical or social.
Modélisation des données
Dans la conception d'un système d'information, la modélisation des données est l'analyse et la conception de l'information contenue dans le système afin de représenter la structure de ces informations et de structurer le stockage et les traitements informatiques. Il s'agit essentiellement d'identifier les entités logiques et les dépendances logiques entre ces entités.
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