“數(shù)字孿生”概念辨析

GEORGE陳果
“數(shù)字孿生”是智能制造領(lǐng)域內(nèi)的特定術(shù)語,它和PLM軟件、工業(yè)自動(dòng)化、傳感器、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字化分不開,應(yīng)用場景包括汽車、機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等制造,以及和復(fù)雜制造類似的數(shù)字化領(lǐng)域,諸如城市規(guī)劃、建筑、交通等。

微信圖片_20221206091142.jpg

本文來自微信公眾號(hào)“陳果George”,作者/GEORGE陳果。

最近這些年在數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮中,“數(shù)字孿生”這個(gè)詞很流行。這個(gè)詞本來是來自智能制造、產(chǎn)品生命周期管理這些領(lǐng)域,屬于西門子、達(dá)索、PTC以及曾經(jīng)的GE等這類公司的專用詞,可能因?yàn)檫@個(gè)詞聽起來確實(shí)很生動(dòng),現(xiàn)在經(jīng)常被用在其他場合下,例如我前段時(shí)間聽有個(gè)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)說要做個(gè)“人力資源管理的數(shù)字孿生”,要給每個(gè)員工建立一個(gè)數(shù)據(jù)檔案,包括能力、績效、履歷、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、性格等等,想查啥查啥,一目了然,他把這個(gè)叫“數(shù)字孿生”——實(shí)際上,這位老板的需求就是“數(shù)字化”。

“數(shù)字化”和“數(shù)字孿生”是有概念差別的,我認(rèn)為把“物理世界”映射到“數(shù)字世界”,叫“數(shù)字化”,但是并不是“數(shù)字孿生”的意思。數(shù)字孿生的本意是物理世界的多個(gè)狀態(tài)(例如概念原型、訂單配置、生產(chǎn)過程、安裝實(shí)例等等)的數(shù)字化伴生,所以,數(shù)字孿生是有表達(dá)維度(物理和數(shù)字)和時(shí)空維度(生命周期狀態(tài))兩方面含義的。

QQ截圖20221206141445.png

Digital Twin is a set of virtual information constructs that fully describes a potential or actual physical manufactured product from the micro atomic level to the macro geometrical level.At its optimum,any information that could be obtained from inspecting a physical manufactured product can be obtained from its Digital Twin.

從文獻(xiàn)上可以找到最早關(guān)于“數(shù)字孿生”的概念表述來自于21世紀(jì)初學(xué)術(shù)界對(duì)于PLM理論的探討,當(dāng)時(shí)產(chǎn)品生命周期(PLM)這個(gè)概念剛剛出現(xiàn)。下圖是2001年時(shí),密歇根大學(xué)教授Dr.Grieves對(duì)PLM的解釋,里面包含了今天“數(shù)字孿生”的主要概念:

○物理空間的數(shù)據(jù)傳到虛擬空間

○虛擬空間處理數(shù)據(jù)形成信息/過程,反饋給物理空間

○虛擬空間存在多種狀態(tài)變式

QQ截圖20221206141445.png

2001年時(shí)我在惠普做PLM實(shí)施項(xiàng)目,惠普?qǐng)F(tuán)隊(duì)的方法論非常強(qiáng)調(diào)“配置管理”(configuration management)流程在產(chǎn)品生命周期管理中的應(yīng)用,以及產(chǎn)品生命周期不同階段(As-designed,as-planned,as-built,as-maintained等)的部件、文檔、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息對(duì)象的內(nèi)容、基線和變更控制,這些復(fù)雜的時(shí)間和空間的數(shù)字化對(duì)象,需要強(qiáng)大的信息技術(shù)平臺(tái)來管理。

這個(gè)概念模型最初被提出時(shí)被Grieves教授稱為空間映像模型(Mirrored Spaces Model),在2005年前后被PLM理論界廣泛引用,在學(xué)術(shù)期刊上后來也被稱為“信息映像模型”(Information Mirroring Model),到2011年,在Grieves教授跟他人合著的一篇學(xué)術(shù)論文里,出現(xiàn)了Digital Twin這個(gè)詞,于此同時(shí),美國航空航天局NASA用這個(gè)詞來描述航天飛機(jī)的物理模型的數(shù)字化仿真。由于這個(gè)名詞表現(xiàn)更生動(dòng),后來就被PLM軟件廠商在營銷中借用過去了。

這時(shí)候定義的“數(shù)字孿生”概念包含了三層意思:

1.物理對(duì)象、過程和環(huán)境

2.物理對(duì)象、過程和環(huán)境的數(shù)字化表達(dá)

3.上述二者之間信息流和數(shù)據(jù)的通信連接,連接方式就是傳感器和工業(yè)自動(dòng)化,而這些通信連接也稱為“數(shù)字化主線”(digital threads)

QQ截圖20221206141445.png

以西門子工業(yè)軟件為例,從2007年后,在業(yè)務(wù)戰(zhàn)略上它將PLM軟件和工業(yè)自動(dòng)化融為一體,即現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字化方案是自動(dòng)化,虛擬世界的數(shù)字化方案是PLM軟件,虛擬和現(xiàn)實(shí)加起來叫“數(shù)字孿生”。所以“數(shù)字孿生”的“孿生”,并不是指一個(gè)“物理”,一個(gè)“數(shù)字”,而是“現(xiàn)實(shí)數(shù)字化”和“虛擬數(shù)字化”兩個(gè)并行的數(shù)字化。

QQ截圖20221206141445.png

QQ截圖20221206141445.png

總而言之,“數(shù)字孿生”是智能制造領(lǐng)域內(nèi)的特定術(shù)語,它和PLM軟件、工業(yè)自動(dòng)化、傳感器、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字化分不開,應(yīng)用場景包括汽車、機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等制造,以及和復(fù)雜制造類似的數(shù)字化領(lǐng)域,諸如城市規(guī)劃、建筑、交通等。

人力資源數(shù)字化就是數(shù)字化,就不要亂用這個(gè)名詞了。

THEEND

最新評(píng)論(評(píng)論僅代表用戶觀點(diǎn))

更多
暫無評(píng)論