什么是数字孪生？

坚信很多人都听闻过数字孪生。过去两年，这个词的人气持续飙升，经常发生在各种高峰会社区论坛的演讲题目当中，深受领域內外的关心。

到底什么叫数字孪生？它到底是谁明确提出来的？它会给我们的日常生活产生哪些的更改？

带上这种问题，大家看来今日这篇文章——

什么叫数字孪生

数字孪生，英语名字叫做Digital Twin（数据双胞胎宝宝），也被称作数据投射、数据镜像文件。

它的正式界定比较复杂，是那么说的：

数字孪生，是灵活运用概念模型、感应器升级、运作历史时间等数据信息，集成化多课程、多标量、多尺度、多几率的模拟仿真全过程，在云服务器中进行投射，进而造成相对性应的实体线武器装备的项目生命周期全过程。

看晕了吧？实际上，简易而言，数字孪生便是在一个机器设备或体系的根基上，造就一个数字版的“复制体”。

这一“复制体”，也被称作“数字孪生体”。它被建立在信息化服务平台上，是模拟的。

或许你可以说，这并不便是电脑的设计图嘛？CAD搞一搞不就拥有？

其实不是。对比于设计图，数字孪生体较大的优点取决于：它是对实体线目标（姑且就称之为“本体”吧）的静态模拟仿真。换句话说，数字孪生体是会“动”的。

并且，数字孪生体并不是随意乱“动”。它“动”的根据，来源于本体的物理学模型设计，也有本体上边感应器反应的数据信息，及其本体运作的历史记录。

简言之，本体的即时情况，也有外部自然环境标准，都是会重现到“双生体”的身上。

假如必须做系统开发修改，或是想要知道系统软件在独特外界标准下的反映，技术工程师们可以在双生体上开展“试验”。这样一来，既防止了对本体的危害，还可以提高工作效率、节约成本。

除开“会动”以外，了解数字孪生还必须记牢三个关键字，分别是“项目生命周期”、“即时/准即时”、“双重”。

数字孪生是源于工业领域的概念。在工业生产生产制造行业，有一个词称为“生命周期管理方法（PLM）”。坚信很多人都听闻过。

项目生命周期，就是指数字孪生可以围绕商品包含设计方案、开发设计、生产制造、服务项目、维护保养甚至损毁出售的全部周期时间。它并不****于协助公司把商品能够更好地造出，还有协助客户能够更好地应用商品。

而即时/准即时，就是指本体和双生体中间，可以创建全方位的即时或准即时联络。二者并非彻底单独的，投射关联也具有一定的实用性。

双重，就是指本体和双生体中间的数据信息流动性可以是双重的。并并不是只有本体向双生体导出数据信息，双生体还可以向本体意见反馈信息。公司可以依据双生体意见反馈的信息，对本体采用进一步的行为和干涉。

数字孪生的发源

说到“数字孪生”这一概念的发明人，领域里并没清晰的观点。

很多人觉得，数字孪生是美国密歇根大学专家教授Michael Grieves博士于2002年明确提出的。

Michael Grieves博士但这类观点并沒有书面形式的参考文献或材料可以支撑点。

Michael Grieves博士在2014年公布的内容中，以前“追朔”自身以前在2002年密歇根大学PLM核心一次演说中，谈及了相近数字孪生的有关概念。他还“追朔”自身以前在2003年的一次高管培训上，明确提出了“物理学商品的数据等共体或数字孪生体概念”。

殊不知，这种也没有不容置疑的参考文献或视频材料直接证据。

真真正正有章可循的“数字孪生”概念明确提出者，是美军科学研究试验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）。

AFRLlogo2011年3月，美军科学研究试验室理论力学单位的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，干了一次演说，题型是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM SI) & the Airframe Digital Twin（根据情况的维护保养 构造一致性&战机人体数字孪生）”，初次确立提及了数字孪生。

那时候，AFRL期待完成战机维护保养工作中的智能化，而数字孪生是她们想出去的创新思维方法。

当美军意识到数字孪生具备很强好用特别的与此同时，另一家公司也对数字孪生造成了深厚的兴趣爱好，它便是美国通用电气公司（GE）。

美国通用电气公司（GE）美国通用电气公司在为美国防部给予F-35协同战机解决方法的情况下，发觉了数字孪生体的使用价值。

不清楚各位是不是你是否还记得小枣君以前那篇详细介绍工业生产4.0的文章内容？是的，美国通用电气公司，便是英国智能制造发展战略（美版的工业生产4.0）的关键关键。

那时候的通用电气，一直在专注于科学研究工业生产智能化，及其怎样搭建工业物联网管理体系。显而易见，数字孪生对工业生产4.0十分有效，可以说成游刃有余。

再之后，德国西门子（德国工业4.0的象征公司）也跟随相拥了数字孪生，将其奉为至宝。

2015年上下，我国也逐渐跟进。那时候包含工业生产4.0研究所以内的好几家中国科学研究组织和公司，陆续运行了数字孪生有关的课题研究。

从这一刻起，数字孪生这一概念，就逐渐盛行互联网技术和工业界，直迄今日。

数字孪生的使用价值

仅仅建了一个数字孪生体，凭什么说它会危害第四次科技革命的发展趋势？它又能给传统制造业产生什么益处？

大家根据实例来解释说明一下。

工业生产生产制造

数字孪生始于工业生产生产制造行业。工业生产生产也是数字孪生的关键竞技场。

生产工艺流程数字孪生实体模型（照片来源于德勤高校出版社出版）前边大家详细介绍数字孪生概念的情况下，实际上早已提及了这方面的內容。

在产品开发的环节中，数字孪生可以虚似搭建商品智能化实体模型，对其进行模拟仿真检测和认证。生产加工时，可以仿真模拟机器设备的运行，也有主要参数调节产生的转变。

数字孪生可以有效的提高商品的稳定性和易用性，与此同时减少产品开发和生产制造风险性。

维护阶段，数字孪生也可以充分发挥主要功效。

正如同前文常说，美军明确提出数字孪生，便是为了更好地协助能够更好地维护保养战机。

选用数字孪生技术性，根据对运作数据信息开展持续采样和数据分析系统，可以预测分析维护保养工作中的**时间点，还可以给予维护保养阶段的参照根据。数字孪生体还可以给予常见故障点和常见故障几率的参照。

数字孪生给工业生产生产制造提供了比较明显的高效率提高和成本费降低，促使几乎任何的工业生产大佬爱不释手。

以美国通用公司为例子。她们称为他早已为每一个模块、每一个涡轮增压、每台磁共振造就了一个数字孪生体（截止到2018年，GE早已有着120万只数字孪生体）。

照片来源于GE官方网站根据这种拟确实智能化实体模型，技术工程师们可以在网站空间调节、试验，可以让设备的运作实际效果达到**。

中国的许多工业生产科技企业也在数字孪生技术性上有一定的合理布局，包括但不限于树根互联、研华科技、软通动力等。

新型智慧城市

除开工业生产生产制造以外，数字孪生和5G、新型智慧城市也是有十分紧密的关联。

我们知道，5G将打开“物联网”的时期，它促使人们的联接技术性到了史无前例的相对高度。

将来，在5G的大力支持下，云和端中间可以创建更紧凑的联接。这也就代表着，大量的信息将被收集并集中化在一起。

这种数据信息，可以协助搭建更强悍的数字孪生体。比如，一个数字孪生大城市。

现如今，大家的大城市充满了多种多样的感应器、监控摄像头。依靠包含5G以内的物联网，这种终端设备收集的数据信息可以更快的被获取出去。

在数字孪生大城市中，基础设施建设（水、电、气、交通出行等）的运作情况，市政工程資源（警务人员、诊疗、消防安全等）的配制状况，都是会根据感应器、监控摄像头、智能化分系统收集出去，并根据包含5G以内的物联网传送到云空间。

大城市的***，根据那些数据信息，及其城市模型，搭建数字孪生体，进而更高效率地管理方法大城市。

对比于工业生产生产制造的“生命周期”，大城市的“项目生命周期”更长，数字孪生产生的收益更高。自然，大城市数字孪生的布署难度系数也更高。

实际上，印度的海德拉巴、马来西亚，也有咱们国内的深圳市、河北雄安，都早已在做这行的探索和试着。很多的项目投资，已经涌进“新型智慧城市 数字孪生”的场景应用。

Virtual Singapore（虚似马来西亚）方案阿里巴巴的“智慧园区”、“数据平行时空”，也有讯飞科技的“讯飞超脑”，都牵涉到新型智慧城市和数字孪生的融合。

基本建设项目

基本建设项目也是数字孪生的一个关键主要用途。尤其是对我国这一“基建狂魔”而言，引进数字孪生实际意义更为重要。

我们在建造高速路、公路桥梁等基础设施建设前，进行对项目的智能化模型，随后在模拟的数据室内空间对工程项目开展模拟仿真和仿真模拟，评定工程项目的构造和承受力，还能够导进总流量数据信息，评定工程项目是不是可以达到交付使用后的要求。

在项目交货以后，还能够在维护阶段评定工程项目是不是可以担负特殊情况的工作压力。及其检测很有可能产生的事故隐患。

除开以上行业以外，包含诊疗、货运物流、环境保护等许多场面都合适选用数字孪生技术性，场景应用非常广阔。

结 语

总得来说，数字孪生是一项十分有发展潜力的前沿科技，会给公司产生丰富的使用价值收益。

也正是因为这般，许多风险投资机构借机火热数字孪生的概念，也是有许多公司急不可耐要想相拥数字孪生。

依据全世界知名咨询公司Gartner2019年初的调研，布署物联网技术的公司和机构中，已经有13%运用数字孪生，62%的机构已经提前准备应用数字孪生。

Gartner还将数字孪生列入2019年十大战略技术性发展趋势。

可是，大家或是需要客观对待数字孪生。

相拥数字孪生，既必须浓厚的技艺沉积，也可以极大的资金分配，还必须管理能力和职工专业技能做到对应的层级。

现阶段这一环节，中国绝大多数公司也不具备这种标准。假如盲目跟风、匆忙越马，项目投资很可能会倾家荡产。

相对而言，刻苦钻研、客观性评定、慎重资金投入，才算是开启数字孪生全球的正确姿势。

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