一.什么是數(shù)字孿生
數(shù)字孿生(Digital Twin,DT)目前沒(méi)有嚴(yán)格定義，一般認(rèn)為“創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的虛擬副本，從而為我們提供一個(gè)平臺(tái)來(lái)回顧真實(shí)系統(tǒng)中不同決策的活動(dòng)、交互和結(jié)果”。DT可以認(rèn)為是一種社會(huì)工具，DT可以描述為：對(duì)構(gòu)建真實(shí)世界(主體)的數(shù)字副本，該副本與主體以數(shù)學(xué)概念上的同態(tài)形式存在，以通過(guò)對(duì)副本的行為來(lái)理解和控制主體行為為目的的系統(tǒng)。
數(shù)字孿生的主要目的是通過(guò)副本來(lái)認(rèn)知和改造主體。
目前系統(tǒng)介紹DT的書籍和資料不多，有興趣可以讀一下spring出版的“Maryam Farsi•Alireza Daneshkhah•Amin Hosseinian-Far•Hamid Jahankhani Editors,Digital Twin Technologies and Smart Cities,Springer Nature Switzerland AG 2020”
二.數(shù)字孿生的核心
從數(shù)學(xué)角度講DT的核心是副本和主體的同態(tài)，從物理角度講DT是一組鏡像，從生物學(xué)講DT是仿生或克隆。
DT的技術(shù)基礎(chǔ)：通訊、傳感、控制、分析、可視化。目前的技術(shù)發(fā)展已為DT發(fā)展做好了儲(chǔ)備，5G解決高性能同步通訊問(wèn)題、智能傳感器和邊緣技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知、智能控制理論實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)和自洽控制、大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分析、VR/AR/MR實(shí)現(xiàn)可視化。
DT的價(jià)值核心是通過(guò)副本可以進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)主體不能進(jìn)行的行為，通過(guò)這種行為可以快速可靠獲取實(shí)現(xiàn)對(duì)主體期望目標(biāo)的可行方案和方案，安全有效地改造主體。
三.數(shù)字孿生可以做什么
DT目前在工業(yè)制造、決策系統(tǒng)得到應(yīng)用。理論上講DT可以應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，包括科學(xué)研究、工程實(shí)踐和社會(huì)人文研究。
DT主要應(yīng)用于需要對(duì)主體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性、破壞性、驗(yàn)證性、改造性、嘗試性等的認(rèn)知和改造的所有場(chǎng)合。
進(jìn)一步，主體可以是人們通過(guò)思維構(gòu)建出的實(shí)體或者是虛擬實(shí)體。
機(jī)器互為博弈就是一種DT思維，如AlphaGo通過(guò)自我下棋學(xué)習(xí)圍棋。
四.數(shù)字孿生的研究重點(diǎn)
DT的研究重點(diǎn)：
1.副本與主體屬性的同態(tài)感知，需要解決感知裝置和感知數(shù)據(jù)融合問(wèn)題。該研究與IoT有密切聯(lián)系。
2.副本與主體的屬性同步，需要研究同步通訊和實(shí)時(shí)形態(tài)重構(gòu)。該研究與5G通訊和邊緣計(jì)算有密切聯(lián)系。
3.復(fù)雜屬性關(guān)系間的影響模型，是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，計(jì)算能力和計(jì)算方法是關(guān)鍵。該研究與高性能計(jì)算有密切聯(lián)系。
4.元知識(shí)庫(kù)及其應(yīng)用，針對(duì)主體部分和全體組分及其運(yùn)動(dòng)的知識(shí)認(rèn)知和應(yīng)用。該研究與大數(shù)據(jù)有密切聯(lián)系。
5.副本的真實(shí)感構(gòu)建和沉浸式觀測(cè)，主要研究如何可視化描述主體。該研究與VR/AR/MR有密切聯(lián)系。
五.數(shù)字孿生的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)
1.高技術(shù)集聚行業(yè)
2.定制化程度較高
3.較高不可仿照性
4.較強(qiáng)行業(yè)獨(dú)立性
5.設(shè)備方法產(chǎn)品化
6.以服務(wù)形態(tài)為主
