近日，由工業互聯網產業聯盟（以下簡稱“AII”）、中國信息通信研究院主辦、智能+學院支持的“工業互聯網成果線上發布會”順利召開。發布會得到了業界的廣泛關注、反響熱烈。

AII首次采用線上直播方式發布《工業互聯網體系架構2.0》（文字版）等9本白皮書，內容涵蓋工業互聯網頂層設計、園區、網絡、標識解析、邊緣計算、信息模型、工業智能、數字孿生等8大方向。

什么是數字孿生？它是誰提出來的？它會給我們的生活帶來什么樣的改變？

指充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

數字孿生是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

數字孿生是個普遍適應的理論技術體系，可以在眾多領域應用，目前在產品設計、產品制造、醫學分析、工程建設等領域應用較多。

目前在國內應用最深入的是工程建設領域，關注度最高、研究最熱的是智能制造領域。

理解數字孿生還需要記住三個關鍵詞，分別是“全生命周期”、“實時/準實時”、“雙向”。

全生命周期，是指數字孿生可以貫穿產品包括設計、開發、制造、服務、維護乃至報廢回收的整個周期。它并不僅限于幫助企業把產品更好地造出來，還包括幫助用戶更好地使用產品。

實時/準實時，是指本體和孿生體之間，可以建立全面的實時或準實時聯系。兩者并不是完全獨立的，映射關系也具備一定的實時性。

雙向，是指本體和孿生體之間的數據流動可以是雙向的。并不是只能本體向孿生體輸出數據，孿生體也可以向本體反饋信息。企業可以根據孿生體反饋的信息，對本體采取進一步的行動和干預。

--------  起源  --------

說到“數字孿生”這個概念的發明者，行業里并沒有明確的說法。

美國國防部最早提出利用Digital Twin技術，用于航空航天飛行器的健康維護與保障。 首先在數字空間建立真實飛機的模型，并通過傳感器實現與飛機真實狀態完全同步，這樣每次飛行后，根據結構現有情況和過往載荷，及時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。

數字孿生，有時候也用來指代將一個工廠的廠房及產線，在沒有建造之前，就完成數字化模型。從而在虛擬的賽博空間中對工廠進行仿真和模擬，并將真實參數傳給實際的工廠建設。

而工房和產線建成之后，在日常的運維中二者繼續進行信息交互。值得注意的是：Digital Twin不是構型管理的工具，不是制成品的3D尺寸模型，不是制成品的MBD定義。

--------  價值  --------

（1）工業制造

數字孿生起源于工業制造領域。工業制造也是數字孿生的主要戰場。

前面我們介紹數字孿生概念的時候，其實已經提到了這塊的內容。

在產品研發的過程中，數字孿生可以虛擬構建產品數字化模型，對其進行仿真測試和驗證。生產制造時，可以模擬設備的運轉，還有參數調整帶來的變化。

數字孿生能夠有效提升產品的可靠性和可用性，同時降低產品研發和制造風險。維護階段，數字孿生也能發揮重要作用。

正如前文所說，美國國防部提出數字孿生，就是為了幫助更好地維護戰斗機。

采用數字孿生技術，通過對運行數據進行連續采集和智能分析，可以預測維護工作的最佳時間點，也可以提供維護周期的參考依據。數字孿生體也可以提供故障點和故障概率的參考。

數字孿生給工業制造帶來了顯而易見的效率提升和成本下降，使得幾乎所有的工業巨頭趨之若鶩。

（2）智慧城市

除了工業制造之外，數字孿生和5G、智慧城市也有非常密切的關系。

我們知道，5G將開啟“萬物互聯”的時代，它使得人類的連接技術到了前所未有的高度。

未來，在5G的支持下，云和端之間可以建立更緊密的連接。這也就意味著，更多的數據將被采集并集中在一起。

這些數據，可以幫助構建更強大的數字孿生體。例如，一個數字孿生城市。

如今，我們的城市布滿了各種各樣的傳感器、攝像頭。借助包括5G在內的物聯網技術，這些終端采集的數據可以更快地被提取出來。

在數字孿生城市中，基礎設施（水、電、氣、交通等）的運行狀態，市政資源（警力、醫療、消防等）的調配情況，都會通過傳感器、攝像頭、數字化子系統采集出來，并通過包括5G在內的物聯網技術傳遞到云端。

城市的管理者，基于這些數據，以及城市模型，構建數字孿生體，從而更高效地管理城市。

相比于工業制造的“產品生命周期”，城市的“生命周期”更長，數字孿生帶來的回報更大。當然，城市數字孿生的部署難度也更大。

事實上，印度海德拉巴、新加坡，還有我們中國的深圳、雄安，都已經在做這方面的摸索和嘗試。大量的投資，正在涌向“智慧城市+數字孿生”的應用場景。

--------  結語  --------

總而言之，數字孿生是一項非常有潛力的前沿技術，會給企業帶來豐厚的價值回報。

也正因為如此，很多投資機構趁機熱炒數字孿生的概念，也有很多企業迫不及待想要擁抱數字孿生。

根據全球知名咨詢公司Gartner2019年初的調查，部署物聯網的企業和組織中，已有13%應用數字孿生，62%的組織正在準備使用數字孿生。Gartner還將數字孿生列為2019年十大戰略性技術趨勢。

但是，我們還是應該理性看待數字孿生。

擁抱數字孿生，既需要深厚的技術沉淀，也需要巨大的資金投入，還需要管理水平和員工技能達到相應的層次。