隨著科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，數(shù)字孿生的能力和復(fù)雜程度也在成倍的成長(zhǎng)，但是要真正詮釋數(shù)字孿生的意義還有很長(zhǎng)的路要走。
如今，多個(gè)行業(yè)都在運(yùn)用數(shù)字孿生。在汽車和飛機(jī)領(lǐng)域，它們是優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)鏈和創(chuàng)新產(chǎn)品的重要工具。在醫(yī)療領(lǐng)域，心血管研究人員正在創(chuàng)建高精度的數(shù)字孿生模型用于臨床診斷、教育和培訓(xùn)。在智慧城市中，人們可以利用它來(lái)進(jìn)行全面的規(guī)劃、維護(hù)以及應(yīng)急處理。
數(shù)字孿生可以模擬任何物理對(duì)象和仿真過(guò)程，一個(gè)較為完善的數(shù)字孿生模型可以用來(lái)表達(dá)物理設(shè)備的全部信息，模擬設(shè)備的運(yùn)行模式并且可以學(xué)習(xí)人們的日常維護(hù)方式。數(shù)字孿生可以有很多種形式，但是他們的原理都是利用在物理世界所捕捉的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行仿真模擬的。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)字孿生技術(shù)在2019年市場(chǎng)估值為38億美元，到2025年將增長(zhǎng)至358億美元。
發(fā)生如此巨大的增長(zhǎng)的原因是什么呢？畢竟，數(shù)字孿生的概念在很早之前就已經(jīng)有了，在2000年的時(shí)候就已經(jīng)有很多企業(yè)紛紛嘗試，希望借此可以改變公司產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和產(chǎn)品的創(chuàng)新，雖然在那時(shí)數(shù)字孿生的潛力就已經(jīng)很明顯了，但是各企業(yè)在嘗試后發(fā)現(xiàn)在連接物理和數(shù)字的過(guò)程中，系統(tǒng)的連接性、計(jì)算承載能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和帶寬所消耗的資源巨大，成本高昂，這也是數(shù)字孿生在此之前發(fā)展緩慢的原因之一。
如今，高速發(fā)展的建模軟件、虛擬仿真工具、低成本、高性能的傳感器設(shè)備以及功能日益強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)使數(shù)字孿生得到了更多的可能，使得各行業(yè)的大小企業(yè)都可以使用它。據(jù)IDC預(yù)測(cè)（國(guó)際數(shù)據(jù)公司），到2022年， 將有40%的IoT平臺(tái)供應(yīng)商通過(guò)集成仿真、系統(tǒng)、功能于一體用來(lái)創(chuàng)建數(shù)組孿生模型。而70%的制造商將利用數(shù)字孿生進(jìn)行流程仿真和數(shù)據(jù)評(píng)估。
到了那個(gè)時(shí)候，通過(guò)數(shù)字孿生可以使人們獲取更詳細(xì)、更大量的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)于長(zhǎng)期使用數(shù)字孿生的用戶來(lái)說(shuō)，就像從黑白照片過(guò)渡到高清彩色數(shù)碼照片一樣，從數(shù)字中獲取的動(dòng)態(tài)信息越多，照片越清晰生動(dòng)。
模型+數(shù)據(jù)=洞察力和真正價(jià)值
數(shù)字孿生最初只是工程師一種可選擇性的工具，因?yàn)樗梢院?jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程并提前消除產(chǎn)生影響的部分。使用3D模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)，工程師可以確定產(chǎn)品的規(guī)格，如何制造產(chǎn)品、使用哪種材料、如何根據(jù)相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它可以幫助工程師在完成設(shè)計(jì)之前就確定其產(chǎn)品的可制造性，質(zhì)量和耐用性等問(wèn)題。
除了設(shè)計(jì)之外，數(shù)字孿生還有望改變公司對(duì)產(chǎn)品或設(shè)備維護(hù)的方式。利用嵌入在設(shè)備中的傳感器將性能數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)綌?shù)字孿生系統(tǒng)中，不僅可以在故障發(fā)生之前進(jìn)行識(shí)別和解決，還可以制定服務(wù)和維護(hù)計(jì)劃以更好地滿足客戶的特別需求。最近，荷蘭皇家殼牌公司啟動(dòng)了一項(xiàng)為期兩年的數(shù)字孿生計(jì)劃，旨在幫助石油和天然氣運(yùn)營(yíng)商更有效地管理離岸資產(chǎn)，提高工人的安全性，并探索可預(yù)測(cè)性維護(hù)的功能。
數(shù)字孿生還可以優(yōu)化供應(yīng)鏈，分銷和運(yùn)營(yíng)，甚至可以優(yōu)化涉及其中的工人的個(gè)人績(jī)效。例如，全球消費(fèi)產(chǎn)品制造商聯(lián)合利華（Unilever）啟動(dòng)了一個(gè)數(shù)字孿生項(xiàng)目，將創(chuàng)建其下數(shù)十家工廠的虛擬模型。在每個(gè)工廠設(shè)備中嵌入IoT傳感器將性能數(shù)據(jù)加入AI和學(xué)習(xí)程序來(lái)進(jìn)行分析。分析的運(yùn)營(yíng)信息將被輸入到數(shù)字孿生系統(tǒng)中，從而可以為運(yùn)維人員確定預(yù)測(cè)性維護(hù)項(xiàng)，優(yōu)化生產(chǎn)流程并減少次品所帶來(lái)的成本浪費(fèi)。
智慧城市計(jì)劃還將數(shù)字孿生用于解決交通擁堵補(bǔ)救，城市規(guī)劃等方面的應(yīng)用。新加坡目前就有一個(gè)野心勃勃的計(jì)劃叫做“虛擬新加坡”，使一切都成為可能，從手機(jī)信號(hào)模擬到人流模擬到交通模式模擬等。
結(jié)論：從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，要真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的全部意義，可能需要在我們生存的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中集成系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。創(chuàng)建整體生命周期的數(shù)字仿真，這樣才會(huì)提供更宏觀的運(yùn)營(yíng)視圖，但也需要將外部實(shí)體整合到內(nèi)部數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中。如今，幾乎沒(méi)有企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接集成?？朔@種困難可能是會(huì)一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)，但最終，這是值得努力的。在將來(lái)，可能會(huì)有公司使用區(qū)塊鏈來(lái)打破信息孤島，然后驗(yàn)證信息并將其反饋到數(shù)字孿生模擬中。這樣可以獲取到以前無(wú)法訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，其數(shù)量更巨大，且比以往任何時(shí)候都更加詳細(xì)，動(dòng)態(tài)和具有潛在價(jià)值。
