一台小小的电脑上，便能模拟空间光电卫星、6G光通信系统等基于光电系统数字孪生平台的应用。日前，笔者走进星源数动（山西转型综合改革示范区）科技有限责任公司（以下简称：星源数动），被高精尖科技的力量深深震撼。
这家成立还不到一年的高新技术型企业，已经研发出下一代光电系统数字孪生平台，填补了中国无自主可控光电系统设计软件这一空白，成为掌握光电行业工业4.0关键技术的山西企业，并开始为航天领域的空间光电系统、光学望远镜等精密光电设备提供服务。
为卫星光电系统擦亮“眼睛”
光电系统是人类进行信息交互和劳动生产的主要工具。在现代生产生活中，光电系统的应用十分广泛，涉及空间光电系统、光学望远镜、遥感、精密测量和制造、机器人、军用侦察、生物医学和无线光通信等领域。
光电系统设计、制造、集成和应用形成了一套完备的产业链，2019年全球总产值已达到4630亿美元。光电系统设计是产业链的核心，也是源发创新的动力中心。“光电系统一般包含复杂的光机电元件，且会与环境发生复杂交互，传统基于理想物理模型的软件逐渐难以满足需求。针对行业痛点，公司团队研发出光电系统数字孪生平台，目前已用于望远镜和空间光电卫星等设备的数字孪生应用中。”对于团队的研发成果，星源数动负责人贾鹏十分自豪。
要知道，光电系统数字孪生平台能够实现设计、加工和应用的全环节高精度仿真，利用人工智能算法和海量历史数据，能够实现直接根据指标的系统自动设计。
光电系统数字孪生平台不仅能够大大提升光电系统设计生产企业的产品开发效率，降低产品开发成本，还可以为光电系统集成和应用企业提供新技术开发和迭代的重要工具。“比如在空间光电卫星设备的应用中，设备在升空和运行中会产生震动，并且在运行一段时间后性能也会发生变化。”贾鹏说，光电系统数字孪生平台能够通过仿真的模拟，分析出光电卫星设备受到了哪些影响，并且发现易损的元器件，提供新的设计方案，保证空间光电卫星设备在太空中的故障率更低，工作时间更长。
此外，光电系统数字孪生平台还能够为太空望远镜、工业机器人、无人驾驶汽车等设备擦亮“眼睛”，使其更好地工作。
为6G光通信技术普及做准备
“我们公司的员工非常年轻，87%的研发人员有本科或更高学历，未来希望有更多高精尖人才加入我们。”贾鹏说，星源数动成立不到一年，已获得中国发明专利6件（授权4件），SCITOP期刊论文8篇，软件著作权2项，国家级竞赛一等奖1项。
星源数动的核心技术和优势在行业内处于领先地位。光电系统数字孪生平台不仅拥有团队自主研发的数据驱动型光电系统高精度仿真算法和大量系统设计、实测数据，还拥有基于人工智能技术的光电系统状态估计和自动设计技术，能够自动感知系统状态并可根据需求自动给出系统设计方案，降低研发和维护成本。
不仅如此，星源数动已经迈开步子，为6G光通信技术的普及做准备。贾鹏在电脑上为笔者模拟了6G光通信设备在太原迎泽大街的仿真布置规划。“6G光通信技术在进行信息传播时，基站的设计十分重要，要充分考虑遮挡的情况，光电系统数字孪生平台可进行不同时间、天气的仿真模拟。”贾鹏说。
攻克前沿关键技术充满信心
据介绍，数字孪生就是数字形式的双胞胎，也叫数字双胞胎技术。它像一面镜子一样可以建立与真实世界一样的虚拟世界，具有高保真的特性。但数字孪生又不仅仅是一面镜子，因为它具有交互性，它通过物理世界的映射可以真实地感知、验证以及预测物理世界系统运行状态，不断优化直到系统最优。
利用该技术可以通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等各种数字化的手段，将物理设备的各种属性映射到一个或几个虚拟空间中，形成可拆解、可复制、可转移、可修改、可删除、可重复操作的数字镜像。
数字孪生可以应用在智能制造、航空航天、智慧医疗、智慧电厂、智慧水厂、智慧城市、轨道交通、区域应急、智慧园区、智能监所、数字流域、智慧交通、智慧高铁、机场管理、矿厂、智慧文旅等数字孪生赋能行业。
贾鹏表示，未来，光电系统数字孪生平台还可以用于遥感、精密测量和制造、机器人、军用侦察、生物医学等领域，并能更好地服务百姓生活。“抢时间、拼速度，我们始终心怀服务国家重大需求的使命担当，以一定能攻克前沿关键技术的信心和决心，付诸行动。”对于未来，贾鹏充满自信。
