1. 什么是數(shù)字孿生
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)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(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。
有幾個點：
一是物理世界與數(shù)字世界之間的映射；
二是動態(tài)的映射；
三是不僅僅是物理的映射，還是邏輯、行為、流程的映射；比如生產(chǎn)流程、業(yè)務(wù)流程等。
四是不單純是物理世界向數(shù)字世界的映射，而是雙向的關(guān)系，也就是說，數(shù)字世界通過計算、處理，也能下達指令、進行計算和控制。
五是全生命周期，數(shù)字孿生體與實體的孿生體是與生共有、同生同長，任何一個實體孿生體發(fā)生的事件都應(yīng)該上傳到數(shù)字孿生體作為計算和記錄，實體孿生體在這個運行過程中的勞損，比如故障，都能夠在數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)里有所反映。
2. 數(shù)字孿生的組成
一是傳感器：生產(chǎn)流程中的傳感器負(fù)責(zé)搜集數(shù)據(jù)、傳遞信號；
二是數(shù)據(jù)：傳感器提供的實際運營和環(huán)境數(shù)據(jù)和企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)（如物料清單、設(shè)計圖紙等）合并形成數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)來源；
三是集成：傳感器通過集成技術(shù)（包括邊緣計算、通信接口等）實現(xiàn)物理世界和數(shù)字世界之間的數(shù)據(jù)傳輸；
四是分析：利用分析技術(shù)開展算法模擬和可視化程序，進行數(shù)據(jù)分析；
五是模型：基于上述數(shù)據(jù)與信息，建立物理實體和流程的數(shù)字化模型，通過模型計算物理和生產(chǎn)流程是否出現(xiàn)錯誤偏差，從而得出解決錯誤偏差的方式和行動；
六是控制器：基于模型計算的結(jié)果，通過控制器開展行動，調(diào)整和糾正錯誤。
3. 數(shù)字孿生的主要性
數(shù)字孿生被Gartner評為未來最為重要的十大關(guān)鍵技術(shù)之一，Gartner認(rèn)為，到2021年，一半的大型工業(yè)公司將使用數(shù)字孿生，從而使這些組織的效率提升10%。
4. 數(shù)字孿生的價值
工業(yè)界有一種“工業(yè)領(lǐng)域 1%的革命”的說法，即全球工業(yè)的生產(chǎn)效率提升1%，成本將減少300億。數(shù)字孿生能在工業(yè)、交通、城市、環(huán)保等各個領(lǐng)域帶來顯著的效率提升，未來將帶來成本的極大下降。具體來說，分為如下幾個部分：
首先，數(shù)字孿生將使生產(chǎn)更便捷，創(chuàng)新速度更快，生產(chǎn)周期更短。
如前所述，數(shù)字孿生通過設(shè)計工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)等各種手段，將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中，形成了一個可拆解、可復(fù)制、可修改、可刪除的數(shù)字鏡像，這就提升了操作人員對物理實體的了解，比如說在現(xiàn)實中你很難對一個燃燒鍋爐復(fù)雜的內(nèi)部情況進行了解，但數(shù)字孿生就可以使你對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、實時情況進行了解，這樣解決了很多由于物理條件限制而無法完成的操作。
其次，數(shù)字孿生將極強的提升測量、分析和預(yù)測能力。
通過對物體傳感數(shù)據(jù)的實時了解，借助經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)測和分析，可以通過機器學(xué)習(xí)計算和總結(jié)出一些原本無法測量的指標(biāo)，從而極大的提升對機械設(shè)備、流程的理解力以及控制和預(yù)測力。 并且，數(shù)字孿生幫助將經(jīng)驗完成數(shù)字化。
在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計、制造和服務(wù)領(lǐng)域，經(jīng)驗往往是一種模糊而很難把握的形態(tài)，很難將其作為精準(zhǔn)判決的依據(jù)。而數(shù)字孿生的一大關(guān)鍵進步是可以通過數(shù)字化的手段，將原先無法保存的專家經(jīng)驗進行數(shù)字化，并提供了保存、復(fù)制、修改和轉(zhuǎn)移的能力。
數(shù)字孿生是基于豐富的歷史和實時數(shù)據(jù)和先進的算法模型，實現(xiàn)對對象狀態(tài)和行為高保真度的數(shù)字化表征、模擬試驗和預(yù)測。通過對物理和邏輯空間的對象實現(xiàn)深入的認(rèn)知、正確的推理、精準(zhǔn)的操作，使得設(shè)計、操作、控制、管理的效率提升。
5. 數(shù)字孿生為什么現(xiàn)在產(chǎn)生，現(xiàn)在處于什么狀態(tài)
數(shù)字孿生的出現(xiàn)在于感知、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能、控制、建模等技術(shù)在最近十年的集中爆發(fā)。尤其是傳感器和低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將物理世界的動態(tài)，通過傳感器精準(zhǔn)、實時地反饋到數(shù)字世界。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)由實入虛，網(wǎng)絡(luò)化智能化實現(xiàn)由虛入實，通過虛實互動，持續(xù)迭代，實現(xiàn)物理世界的最佳有序運行。
農(nóng)業(yè)家禽養(yǎng)殖領(lǐng)域，多種多樣的傳感器在封閉的養(yǎng)殖場中感知室內(nèi)并產(chǎn)生多種多樣的數(shù)據(jù)信息，將會產(chǎn)生了很大的數(shù)據(jù)想象力，將越來越有利于家禽養(yǎng)殖的智能化、信息化、數(shù)據(jù)化發(fā)展，優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生將可持續(xù)性的有利于養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖流程的降本增效，降低人力，物力成本。
6. 數(shù)字孿生與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字孿生的孵化床。物理實體的各種數(shù)據(jù)收集、交換，都要借助于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。它將機器、物理基礎(chǔ)設(shè)施都連接到數(shù)字孿生上，將數(shù)據(jù)的傳遞、存儲分別放到邊緣或者云端?？梢哉f，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)激活了數(shù)字孿生的生命，它天生具有的雙向通路的特征，使得數(shù)字孿生真正成為一個有生命力的模型。
數(shù)字孿生的核心是，合適的時間、合適的場景，做基于數(shù)據(jù)的、實時正確的決定。這意味著可以更好地服務(wù)客戶。數(shù)字孿生是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖的重要場景，也是農(nóng)業(yè)App的完美搭檔。
