什么是數(shù)字孿生？數(shù)字孿生的時代已經(jīng)到來了嗎？發(fā)展如何？這篇文章的作者從數(shù)字孿生的含義、內(nèi)涵、理念及行業(yè)發(fā)展格局等多個角度介紹了數(shù)字孿生行業(yè)的現(xiàn)狀，并提出建議。推薦感興趣的伙伴們閱讀。

在過去的2022，數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)火熱。其中，數(shù)字孿生行業(yè)展現(xiàn)了新的趨勢。在數(shù)科星球所了解的企業(yè)中，不同企業(yè)確定了新的技術(shù)方向。它們的特色是什么？

一提“孿生”，人們會覺得比較抽象，因而對此敬而遠(yuǎn)之。客觀上說，就數(shù)字孿生的真實意義而言，這種翻譯并沒有降低人們的認(rèn)知門檻。

細(xì)致來看，如若對這個行業(yè)進行確切表述，也絕非易事：首先是該行業(yè)的從業(yè)者過于魚龍混雜——因不同的從業(yè)者對數(shù)字孿生的看法并不相同，不同的看法也讓數(shù)字孿生的發(fā)展呈現(xiàn)不同的思路。

所以，大多數(shù)時間內(nèi)，從業(yè)者們自說自話，聽得人們云里霧里?？陀^上，理念的不統(tǒng)一，阻礙了人們對數(shù)字孿生的進一步了解。本次，數(shù)科星球用抽絲剝繭的方式，幫助讀者們了解這個行業(yè)的廬山真面目。

01 難以理解的數(shù)字孿生

借用元宇宙的話語體系，數(shù)字孿生是這樣的：它改變了人們的生產(chǎn)生活方式：以前，人們醒著的時候創(chuàng)造價值，而在睡眠時間中，一切生產(chǎn)歸于平靜。但在數(shù)字孿生出現(xiàn)后，由于其將物理世界數(shù)字化，讓機器替代人的工作成為現(xiàn)實。

在虛擬化場景中，數(shù)字化的軟件仍舊可以完成數(shù)據(jù)收集、交換等功能，由于和物理世界的綁定，也讓數(shù)字孿生可為真實世界提供源源不斷地數(shù)據(jù)。

這種數(shù)據(jù)交換不光提升了人們睡眠時間的效率，還大幅提升了人們在生產(chǎn)生活時的行為方式。突破了現(xiàn)實世界的時空限制，創(chuàng)造出了新的生產(chǎn)力，也創(chuàng)造出了新的生產(chǎn)規(guī)則。

簡單來說，數(shù)字孿生通過模擬真實世界，讓數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)產(chǎn)生的知識、經(jīng)驗等在虛擬世界或結(jié)合物理世界間穿梭。和元宇宙的區(qū)別是，數(shù)字孿生不是頭顯VR，它模擬物理世界，尤其是工業(yè)，而不僅限于提供虛擬場景。

在軟件行業(yè)，可借用Gartner的說法，即數(shù)字孿生體現(xiàn)的是被軟件封裝的對象和模型，是對真實世界的對象、過程、人員和其他的一種抽象。

也就是說，真實世界的物體在虛擬世界是被數(shù)字孿生的，但在元宇宙中，并不是所有的物體都是孿生導(dǎo)致的（有虛擬世界原創(chuàng)因素）。

在工業(yè)界，數(shù)字孿生被看作是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的延續(xù)和深化。

小到齒輪，都可以進行虛擬化。工業(yè)界對于數(shù)字孿生的需求，濃縮起來可以概括為在合適時間、合適場景基于數(shù)據(jù)做正確的決定。即利用數(shù)據(jù)，評估形成反饋結(jié)果，進而優(yōu)化產(chǎn)品和生產(chǎn)模式。

工業(yè)界依靠數(shù)字孿生，可以識別產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的失誤，可以優(yōu)化設(shè)計、制造和勞動流程，也可以將全生命周期產(chǎn)品可視化。對于廣大工業(yè)界企業(yè)來說，在內(nèi)卷嚴(yán)重的當(dāng)下，數(shù)據(jù)武器無疑是可以殺出重圍的新一代核心競爭力。在數(shù)科星球所觀察到的案例中，數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的效應(yīng)在企業(yè)競爭中體現(xiàn)地尤為明顯，未來我們將用特寫的方式將其一一體現(xiàn)。

02 千人千面的數(shù)字孿生

數(shù)字孿生的理想是建立一個無限接近于現(xiàn)實世界的虛擬世界。

在這個世界中，傳感器、AI自動處理等技術(shù)會融合在一起。在邏輯上，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)應(yīng)用成為構(gòu)成數(shù)字孿生的三個基石。

不過，由于現(xiàn)實世界的多樣性，讓數(shù)字孿生企業(yè)猶如夜空中的星一樣繁多且不聚集：比如在航天領(lǐng)域，就有幫助宇航員策略各項參數(shù)、外部環(huán)境、時間和溫度等功能的數(shù)字孿生產(chǎn)品，其場景是計算出實現(xiàn)各種太空動作的最優(yōu)解，同時讓機器人等輔助器械更完美地實現(xiàn)諸如艙外搶修等技術(shù)性工作。

同樣是在飛行領(lǐng)域，航空的數(shù)字孿生又和航天有很大不同：有一些項目專注于實現(xiàn)飛機集體的制造和維護的數(shù)字化。在這種項目中，重點在于挖掘飛行器全生命周期的數(shù)據(jù)價值，以進行更真切的模擬仿真，讓物理數(shù)據(jù)和數(shù)字化數(shù)據(jù)交互，節(jié)省線下實驗成本。

在其他行業(yè)，數(shù)字孿生的分化更加嚴(yán)重：比如在數(shù)字孿生車間中，就講求針對工業(yè)制造設(shè)備和產(chǎn)品的仿真。在能源行業(yè)的數(shù)字孿生場景中，則需要構(gòu)建可視化更加友好的、可遠(yuǎn)程進行逼真的能源管控的系統(tǒng)。

較之上述概念，能源數(shù)字孿生需要更發(fā)達(dá)的智能分析功能，需要結(jié)合監(jiān)控圖像、視頻數(shù)據(jù)等自動識別設(shè)備確信和環(huán)境異常。每一種數(shù)字孿生所需要的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和最終產(chǎn)品都大相徑庭。而這一切，也讓普通人了解數(shù)字孿生的難度又上了一個臺階。

此外，數(shù)字孿生又是一個集合物理、計算機等多學(xué)科的行業(yè)。為了完成虛擬空間的映射，在真實世界和虛擬模型間還要處理數(shù)據(jù)、連接和服務(wù)等多種要素。在一種數(shù)字孿生之間可能嵌套著另外一種數(shù)字孿生：比如為了更好地體現(xiàn)工生產(chǎn)，組件零件需要數(shù)字孿生，與之對應(yīng)的系統(tǒng)和流程（系統(tǒng)如何協(xié)作等）也要孿生。

這就讓虛擬模擬難上加難。

03 星羅棋布的行業(yè)格局

正所謂，難的東西才有價值。數(shù)字孿生難度雖高，該行業(yè)卻在高增長：據(jù)一家名為Marketsand Markets的研究公司所公布的數(shù)據(jù)，全球數(shù)字孿生市場在2020年度的表現(xiàn)為31億美元，而到了2027年這個數(shù)字可能會到達(dá)635億美元。

雖然，在國內(nèi)，企業(yè)服務(wù)的價值一直不能用暴利來形容。但至少，這勾勒了未來的一種發(fā)展方向。

參與數(shù)字孿生的企業(yè)有華力智飛，該公司主要為在軌衛(wèi)星提供數(shù)字孿生技術(shù)解決方案，主打衛(wèi)星元宇宙概念；恒華科技先后參與多個省份的防汛抗旱應(yīng)急指揮系統(tǒng)建設(shè)以及河湖水文監(jiān)測及氣象預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)，該公司先后參與了多個省份的防汛抗旱應(yīng)急指揮系統(tǒng)

建設(shè)以及河湖水文監(jiān)測及氣象預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)；作為美的集團五大業(yè)務(wù)板塊之一的美的樓宇科技，打造了“iBUILDING美的樓宇數(shù)字化平臺”，據(jù)了解，該平臺是凝聚了知識圖譜、AI算法平臺、綠色零碳、數(shù)字孿生、BIot等技術(shù)能力的“端到端”的全棧綜合服務(wù)能力平臺。

除上述公司外，數(shù)科星球還看到了西門子、京張高鐵、ANSYS公司、通用電氣等企業(yè)的案例。

在以上公司中，均將數(shù)字孿生技術(shù)作為未來實體產(chǎn)業(yè)的基石?？梢钥隙ǖ氖牵谖磥?，無論在制造業(yè)、建筑業(yè)還是在航空航天領(lǐng)域，都會因數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)生重大變化。

數(shù)字孿生產(chǎn)品的好處自不必說，它可以成為產(chǎn)品全生命周期管理的工具，也是制造商擴大市場份額的利器。目前來看，數(shù)字孿生擁有發(fā)現(xiàn)缺陷、控制漏洞、優(yōu)化服務(wù)流程、數(shù)字檔案最終產(chǎn)品情況、加快產(chǎn)品上市效率和縮減成本等功能。

產(chǎn)業(yè)鏈上，數(shù)字孿生有五大驅(qū)動要素，即傳感器、數(shù)據(jù)、集成軟件、分析產(chǎn)品和促動器。在過去，建造一個數(shù)字孿生產(chǎn)品并不經(jīng)濟，但隨著存儲和計算成本變低，數(shù)字孿生的商業(yè)價值開始顯現(xiàn)。

ANSYS公司幫助通用電氣為引擎、渦輪創(chuàng)造數(shù)字孿生體，運用虛擬空間進行設(shè)備的調(diào)試和實驗。在理論上，這都屬于數(shù)字孿生的商業(yè)價值之一。

從這個角度上說，數(shù)字孿生改變了基于傳統(tǒng)經(jīng)驗進行設(shè)計和制造的理念，讓專業(yè)人員可以通過虛擬化的方式完成設(shè)計。不過，目前來看，這種設(shè)計開發(fā)模式還未成為主流，也遇到了傳統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)換時的用戶不習(xí)慣問題。

04 結(jié)尾

數(shù)字孿生方興未艾，就目前的情況來看，國內(nèi)眾多數(shù)字孿生企業(yè)剛剛冒出萌芽。一些企業(yè)在各自領(lǐng)域正在改造行業(yè)，但效果和效益還需要時間檢驗。