图1 Integer Technologies演示UUV数字孪生
根据DARPA在2021年发布的招标公告,DELTA项目共分为三个阶段:第一阶段为期6个月,研究重点是水下环境中UUV应用数字孪生技术的可行性。第二阶段为期12个月,旨在定义和演示单个UUV以及多个UUV的数字孪生用例,以克服海底通信和UUV任务中断带来的挑战;第二阶段将利用第一阶段的可行性分析开发一个功能齐全的原型,主要工作包括:在海底环境中定义数字孪生用例;对原型设计进行初步设计评审(PDR),重点关注如何解决当前海底通信和操作中突出的问题;技术设计报告的更新、测试、原型制造等相关任务;对原型设计进行关键设计评审(CDR);在建模环境和模拟环境中进行最终演示;对不同场景、不同数量的UUV运用数字孪生,并形成最终报告。第三阶段计划实现水下数字孪生技术的军事和商业应用。
数字孪生是物理产品或系统的虚拟表示。它利用数据分析和集成、机器学习和建模技术来模拟实际产品/系统。商业上,该技术已在多个领域得到应用,例如制造、产品开发、设计定制、性能改进、预测性维修、航空航天、汽车、医疗保健、供应链等,但在海军方面该技术应用有限,目前可用于舰队IT架构的现代化和标准化工作、追踪船舶零部件、已部署装备的预测性维护等。
数字孪生的上述应用都依赖于强大且持续的通信,但在海底环境中,通信并不总是可用的,因此DARPA提出DELTA项目,以期解决海底间歇性或低速率通信带来的挑战,从而利用数字孪生扩展UUV的任务空间,使其部署范围从单个UUV扩展到UUV集群,最终帮助指挥官在无通信或弱通信条件下掌握无人资产的运行情况。这将有助于美军利用无人平台实现分布式作战的愿景。
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