“能夠為一個行業(yè)帶來革命的事物本來就不多見。而同時給多個行業(yè)帶來革命的東西可能一百年才會出現(xiàn)一次。”
隨著制造過程越來越數(shù)字化，數(shù)字孿生出現(xiàn)的頻次越來越高。
時至今日，數(shù)字孿生不再是一種技術，漸漸成為一種發(fā)展新模式，推動行業(yè)變革的新動力。
那么究竟什么是數(shù)字孿生，為什么需要數(shù)字孿生?
01數(shù)字孿生前世今生
◆起源
“孿生”的概念起源于美國國家航空航天局的“阿波羅計劃”，即構建兩個相同的航天飛行器，其中一個發(fā)射到太空執(zhí)行任務，另一個留在地球上用于反映太空中航天器在任務期間的工作狀態(tài)
◆誕生
“2003年數(shù)字孿生（Digital Twin）”這一概念被美國Michael Grieves教授提出。
2010年，“Digital Twin”一詞在NASA的技術報告中被正式提出，并被定義為“集成了多物理量、多尺度、多概率的系統(tǒng)或飛行器仿真過程”
◆發(fā)展
2011年，美國空軍探索了數(shù)字孿生在飛行器健康管理中的應用，并詳細探討了實施數(shù)字孿生的技術挑戰(zhàn)。
2012年，美國國家航空航天局與美國空軍聯(lián)合發(fā)表了關于數(shù)字孿生的論文，指出數(shù)字孿生是驅動未來飛行器發(fā)展的關鍵技術之一。
簡單來說，就是在一個設備或系統(tǒng)的基礎上，創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”。
從最根本的概念上來說，數(shù)字孿生就是通過某種軟件界面將已經(jīng)被數(shù)字化，真實在運行的物體的實際情況在數(shù)字體上復現(xiàn)。
數(shù)字孿生這一概念，迅速走出制造業(yè)，應用到了智慧城市、智慧交通、智慧農業(yè)、智慧醫(yī)療、智能家居等行業(yè)。
數(shù)字孿生無處不在，似乎已成為各行各業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化的金鑰匙。
02萬物皆可數(shù)字化，數(shù)字孿生的應用場景
數(shù)字孿生作為數(shù)字經(jīng)濟當中一項關鍵技術和高效能工具，助力推進產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，促進數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合發(fā)展。
現(xiàn)在，得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展，數(shù)字孿生在各領域得到越來越廣泛的應用實施。
圖源《數(shù)字孿生應用白皮書2020版》圖源《數(shù)字孿生應用白皮書2020版》
通過白皮書的介紹，可以重點從工業(yè)制造、智慧城市以及智慧醫(yī)療這三個重要場景來了解下數(shù)字孿生的應用。
在工業(yè)制造領域，數(shù)字孿生為工業(yè)生產(chǎn)建立起了可以投射物理設備的虛擬空間，能夠仿真復雜的制造工藝，實現(xiàn)產(chǎn)品設計、制造和智能服務等閉環(huán)優(yōu)化。
在智慧城市建設中，推動智慧城市建設的市場和行政的邊界尚不清晰，資源共享和業(yè)務系統(tǒng)機制沒有建立起來。
在智慧醫(yī)療的建設上，一系列移動監(jiān)測、移動診室、無線遠程會診、智慧處方、醫(yī)療信息云存儲等智能技術手段的應用，正在提升城市醫(yī)療的覆蓋面，提升醫(yī)療資源分配的效率。
未來，數(shù)字孿生技術在實現(xiàn)全社會“電子醫(yī)療”服務體系中，將發(fā)揮重要作用。
比如，基于患者的健康檔案、就醫(yī)史、用藥史、智能可穿戴設備監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息可在云端為患者建立“醫(yī)療數(shù)字孿生”，在生物芯片、增強分析、邊緣計算、人工智能等技術的支撐下模擬人體運作，實現(xiàn)對醫(yī)療個體健康狀況預測分析和精準醫(yī)療診斷。
03數(shù)字孿生的未來產(chǎn)業(yè)圖譜
在白皮書當中，對數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)的相關版圖進行了極為詳盡的介紹。
數(shù)字孿生的產(chǎn)業(yè)版圖可以從其技術生態(tài)系統(tǒng)的圖譜來了解，白皮書將數(shù)字孿生劃分為“基礎支撐”、“數(shù)據(jù)互動”、“模型構建”、“仿真分析”、“共性應用”、“行業(yè)應用”6大核心模塊，對應從設備、數(shù)據(jù)到行業(yè)應用的全生命周期。
圖源《數(shù)字孿生應用白皮書2020版》
目前，國內外主要廠商主要有建模業(yè)務、仿真業(yè)務、平臺業(yè)務、行業(yè)服務業(yè)務四大類。
隨著采用率持續(xù)增長，有望在包括城市規(guī)劃、產(chǎn)品開發(fā)和工廠模擬在內的各個領域看到更多數(shù)字孿生的應用。
參考文獻：
《數(shù)字孿生應用白皮書2020版》
《數(shù)字孿生城市白皮書》中國信息通信研究院
《工業(yè)4.0與數(shù)字孿生》
