隨著信息化時代的到來，各種層出不窮的新技術概念也不斷誕生，其中在建筑領域中，數字孿生就是在BIM技術廣泛應用之下的其中一個非常重要的物聯網新技術。下面就讓我們詳細了解一下數字孿生是一個怎么樣的概念，以及它與BIM技術都有怎么樣的關系。
一、什么是數字孿生
數字孿生(DigitalTwin)的概念最早是由密西根大學的MichaelGneves教授在其2002年發(fā)表的一篇文章中提出的。目前，對于數字孿生的通用定義為：充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、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，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。
打個比方我們可以投影的方式來闡述：數字孿生比喻為“投影”，它通過仿真技術采集現實世界中物理模型的各種數據，通過這些數據在屏幕上映射出一個和該物品一模一樣的數字體。不但如此，我們還能通過這“投影”實時觀察數字實體的運行情況，監(jiān)控等各種運行參數，并通過大量數據積累結合人工智能對虛擬世界進行更進一步的模擬推演，推演結果最終對現實世界反饋，這就是該技術的價值所在。
二、數字孿生給我們帶來什么
全球知名的未來學家ThomasFrey預測，到2022年，85%的物聯網平臺將使用某種數字孿生技術進行監(jiān)控，少數城市將率先利用數字孿生技術進行智慧城市的管理。
在十年之后，數字孿生技術將從以下幾個方面改變我們的工作和生活。
1、智能制造
制造工廠數字孿生
制造業(yè)的數字化(工業(yè)CAD)已有了近60年的歷史，積累了大量數字模型，基于這些數字模型，在未來工廠中每臺設備、每個零件、每個傳感器都擁有一個數字復制體。通過數字孿生體我們可以精確地了解這些實體設備的運行方式。通過數字模型與實體設備的無縫匹配，可以實時獲取設備監(jiān)控系統(tǒng)的運行數據，從而實現故障預判和及時維修。
2、城市智腦
智慧城市的數字孿生體
未來，自動建模技術(BIM)將為城市提供基于圖像掃描的城市數字模型，各類政務云平臺為數字模型提供“生機”，將覆蓋城市的每條電力線、變電站、污水系統(tǒng)、供水和排水系統(tǒng)、城市應急系統(tǒng)、Wi-Fi網絡，高速公路，交通控制系統(tǒng)等所有能連接的地方。
3、推動現實世界探索
互聯網時代，搜索技術讓我們得以更輕松地發(fā)現、了解和認知事物。在未來，無人機、自動駕駛汽車、傳感器將取代當前網絡爬蟲的工作。搜索技術將變得更加復雜，我們將能夠搜索氣味、味道、振動、紋理、比重、反射、氣壓等物理世界的屬性。隨著時間的推移，新的搜索引擎將能夠在數字世界和現實世界中找到幾乎所有的東西。
三、數字孿生目前面臨的困境
總體來看，數字孿生技術還處在早期階段，數字孿生技術需要進行全域感知、運行監(jiān)測，并整合歷史積累數據進行運算，還要做到快速及時地輸出信息，首先是高度依賴傳感器所采集的數據和信息。
在數據的感知方面，在目前的技術水平看來，在工廠中對機器的精確的全域感知依然有難度，更不要說其他領域了。物理實體的數據不夠詳盡，因此數字副本也會有所缺失，這就會導致數字副本得出的預測和判斷有誤差，這個問題的解決需要芯片、傳感器、物聯網等技術進步。
其次軟件上，需要更加先進的算法，各類軟件的整合，例如利用人工智能、邊緣計算等技術，對數據進行更加快速的分析處理，進行可視化呈現。
目前數字孿生技術的瓶頸來自方方面面，還無法大規(guī)模普及使用，但它可以為工業(yè)制造、未來生活帶來無限的可能。隨著其他技術的發(fā)展，數字孿生將有更多想象空間。
四、目前建筑行業(yè)的數字孿生
數字建筑對建筑產業(yè)將形成不可忽視的沖擊力，是整個建筑業(yè)轉型升級的核心引擎。當然，數字建筑的推動絕不是一個企業(yè)可以完成的，這必將是一個行業(yè)多方共同搭建的平臺，基于數字建筑平臺實現整個建筑業(yè)的數字化、在線化、智能化，并最終實現未來建筑的美好愿景。
目前的BIM作為數字孿生在建筑行業(yè)的應用，也得到了很大的應用價值。不過還需要很長的一段時間磨合，畢竟像工業(yè)這么標準化的產品，數字孿生都有著重重困難，何況是每個復雜的建筑呢。但是長期來說，科技會慢慢改變建筑業(yè)，無論是數字孿生，還是BIM，都是未來的大方向。
