數(shù)字孿生是物理世界的虛擬，數(shù)據(jù)科學(xué)家和IT專業(yè)人員可以在實(shí)際設(shè)備構(gòu)建和部署之前使用這些虛擬設(shè)備來(lái)運(yùn)行模擬。它們還改變了物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)優(yōu)化的方式。
從數(shù)字孿生的起源和目前發(fā)展來(lái)看，其應(yīng)用主要還是集中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和運(yùn)維階段的數(shù)字孿生體范疇，但是隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息與通信技術(shù)的快速普及與應(yīng)用，以及當(dāng)前各國(guó)先進(jìn)制造戰(zhàn)略如德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略和中國(guó)制造2025等的提出，數(shù)字孿生體已經(jīng)超出了其傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和運(yùn)維階段的數(shù)字孿生體范疇。數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)超越了制造，進(jìn)入了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和數(shù)據(jù)分析的融合世界。
隨著更復(fù)雜的"事物"與生成數(shù)據(jù)的能力相連接，擁有數(shù)字等效項(xiàng)使數(shù)據(jù)科學(xué)家和其他IT專業(yè)人員能夠優(yōu)化部署以達(dá)到峰值效率并創(chuàng)建其他假設(shè)方案。
什么是數(shù)字孿生？
數(shù)字孿生是物理對(duì)象或系統(tǒng)的數(shù)字表示形式。數(shù)字孿生背后的技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到包括大型項(xiàng)目，如建筑，工廠，甚至智慧城市模型。這種概念出現(xiàn)在早期太空艙的全量模型，用于地面對(duì)軌道問(wèn)題進(jìn)行鏡像和診斷，最終實(shí)現(xiàn)了完全數(shù)字化的模擬。
在Gartner將數(shù)字孿生列為2017年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)之一后，這個(gè)詞就開(kāi)始火熱起來(lái)，他說(shuō)，在三到五年內(nèi)，"數(shù)十億事物將由數(shù)字孿生（一種物理或系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)軟件模型）來(lái)代表"。一年后，Gartner再次將數(shù)字雙胞胎列為頂級(jí)趨勢(shì)"，稱到2020年，估計(jì)有210億個(gè)連接傳感器和端點(diǎn)，在不久的將來(lái)，數(shù)字孿生將存在于數(shù)十億物中。
從本質(zhì)上講，數(shù)字孿生是一種計(jì)算機(jī)程序，它獲取物理對(duì)象或系統(tǒng)的真實(shí)數(shù)據(jù)作為輸入，并作為輸出預(yù)測(cè)或模擬該物理對(duì)象或系統(tǒng)如何受到這些輸入的影響。
數(shù)字孿生DigitalTwin如何工作？
數(shù)字孿生由專家（通常是數(shù)據(jù)科學(xué)或應(yīng)用數(shù)學(xué)專家）建模。這些開(kāi)發(fā)人員研究被模仿的物理對(duì)象或系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理規(guī)則，并使用這些數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)學(xué)模型，將顯示時(shí)間的對(duì)象建模到數(shù)字空間中。
數(shù)字孿生模型能夠接收來(lái)自從真實(shí)世界數(shù)據(jù)傳感器的輸入。這允許孿生在過(guò)程中實(shí)時(shí)模擬物理對(duì)象，從而深入了解性能和潛在問(wèn)題。數(shù)字孿生也可以根據(jù)物理對(duì)應(yīng)物的原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，在這種情況下，當(dāng)產(chǎn)品精煉時(shí)，數(shù)字孿生可以提供反饋;數(shù)字孿生甚至可以在任何物理版本構(gòu)建之前作為原型本身。
數(shù)字孿生應(yīng)用
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、火車、海上平臺(tái)和渦輪機(jī)等物體在實(shí)際生產(chǎn)之前，可以進(jìn)行數(shù)字設(shè)計(jì)和測(cè)試。也可以用來(lái)幫助維護(hù)操作。例如，技術(shù)人員可以使用數(shù)字孿生來(lái)測(cè)試對(duì)設(shè)備的建議修復(fù)程序,固化解決方案之前，模擬設(shè)備是否可以正常工作。
數(shù)字孿生業(yè)務(wù)可應(yīng)用位于多個(gè)行業(yè)：
制造業(yè)是數(shù)字孿生應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，工廠已經(jīng)使用數(shù)字孿生來(lái)模擬他們的流程
汽車數(shù)字孿生技術(shù)使用也非常廣泛，是因?yàn)槠囈呀?jīng)安裝了多種傳感器，但隨著更多自動(dòng)駕駛汽車上路，數(shù)字孿生對(duì)無(wú)人駕駛的改進(jìn)將變得更加重要。
醫(yī)療保健行業(yè)中，傳感器將健康信息發(fā)送回?cái)?shù)字孿生模型中，用于監(jiān)控和預(yù)測(cè)患者的健康狀況。
數(shù)字孿生和物聯(lián)網(wǎng)
如今，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量急速增加，使各行業(yè)應(yīng)用數(shù)字孿生成為可能。隨著IoT設(shè)備的改進(jìn)，數(shù)字孿生方案可以包括更小且不太復(fù)雜的對(duì)象，從而給公司帶來(lái)額外的好處。
數(shù)字孿生可以用來(lái)根據(jù)可變數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)不同的結(jié)果。這與科幻電影中經(jīng)?？吹降哪M場(chǎng)景類似，在數(shù)字環(huán)境中驗(yàn)證了可能的場(chǎng)景。通過(guò)額外的軟件和數(shù)據(jù)分析，數(shù)字孿生通?？梢詢?yōu)化IoT部署以實(shí)現(xiàn)最高的效率，并幫助設(shè)計(jì)人員確定在物理部署之前應(yīng)該如何規(guī)劃。
數(shù)字孿生越能復(fù)制物理對(duì)象，就越有可能找到效率和其他好處。例如，在制造中，檢測(cè)設(shè)備越多，數(shù)字孿生可能更準(zhǔn)確地模擬設(shè)備隨時(shí)間的變化，這有助于預(yù)測(cè)未來(lái)的性能和可能的故障。
