相信很多人都听过“数字孪生”，这个术语是工业4.0实践活动中频繁使用的重要概念，究竟什么是数字孪生？什么是数字孪生？它的官方定义非常复杂，是这么说的：其实，简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”，这个“克隆体”，也被称为“数字孪生体”。也就是说，数字孪生体是会“动”的。尤其是对中国这个“基建狂魔”来说，引入数字孪生意义更加重大。
相信很多人都听过“数字孪生”，这个术语是工业4.0实践活动中频繁使用的重要概念，究竟什么是数字孪生？它会给我们的生活带来什么样的改变？
什么是数字孪生？
数字孪生，英文名叫Digital Twin（数字双胞胎），也被称为数字映射、数字镜像。
它的官方定义非常复杂，是这么说的：
数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
看晕了吧？其实，简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”，这个“克隆体”，也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上，是虚拟的。
也许你会说，这不就是电脑上的设计图纸嘛？CAD搞搞不就有了？
其实不然。相比于设计图纸，数字孪生体最大的特点在于：它是对实体对象（姑且就称为“本体”吧）的动态仿真。也就是说，数字孪生体是会“动”的。
而且，数字孪生体不是随便乱“动”。它“动”的依据，来自本体的物理设计模型，还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。
说白了，本体的实时状态，还有外界环境条件，都会复现到“孪生体”身上。
如果需要做系统设计改动，或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应，工程师们可以在孪生体上进行“实验”。这样一来，既避免了对本体的影响，也可以提高效率、节约成本。
除了“会动”之外，理解数字孪生还需要记住三个关键词，分别是“全生命周期”、“实时/准实时”、“双向”。
数字孪生的价值
数字孪生体数字孪生通俗解释，为什么说它会影响第四次工业革命的发展？它到底能给传统产业带来哪些好处？我们通过案例来解释说明一下。
1、工业制造
工业流程数字孪生模型
数字孪生能够有效提升产品的可靠性和可用性，同时降低产品研发和制造风险。
维护阶段，数字孪生也能发挥重要作用。
采用数字孪生技术，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，可以预测维护工作的最佳时间点，也可以提供维护周期的参考依据。数字孪生体也可以提供故障点和故障概率的参考。
数字孪生给工业制造带来了显而易见的效率提升和成本下降，使得几乎所有的工业巨头趋之若鹜。
以美国通用公司为例。他们号称自己已经为每个引擎、每个涡轮、每台核磁共振创造了一个数字孪生体（截至2018年，GE已经拥有120万个数字孪生体）。
通过这些拟真的数字化模型，工程师们可以在虚拟空间调试、实验，能够让机器的运行效果达到最佳。
2、智慧城市
除了工业制造之外，数字孪生和5G、智慧城市也有非常密切的关系。
我们知道，5G将开启“万物互联”的时代，在5G的支持下，云和端之间可以建立更紧密的连接。这也就意味着，更多的数据将被采集并集中在一起，这些数据，可以帮助构建更强大的数字孪生体。例如，一个数字孪生城市。
如今，我们的城市布满了各种各样的传感器、摄像头，借助包括5G在内的物联网技术，这些终端采集的数据可以更快地被提取出来。在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括5G在内的物联网技术传递到云端。城市的管理者，基于这些数据，以及城市模型，构建数字孪生体，从而更高效地管理城市。
相比于工业制造的“产品生命周期”，城市的“生命周期”更长，数字孪生带来的回报更大。当然，城市数字孪生的部署难度也更大。
事实上，印度海德拉巴、新加坡，还有我们中国的深圳、雄安，都已经在做这方面的摸索和尝试。大量的投资，正在涌向“智慧城市+数字孪生”的应用场景。
阿里的“城市大脑”、“数字平行世界”，还有科大讯飞的“讯飞超脑”，都涉及到智慧城市和数字孪生的结合。
3、基建工程
基建工程也是数字孪生的一个重要应用领域。尤其是对中国这个“基建狂魔”来说，引入数字孪生意义更加重大。
我们在修建高速公路、桥梁等基础设施前，完成对工程的数字化建模数字孪生通俗解释，然后在虚拟的数字空间对工程进行仿真和模拟，评估工程的结构和承受能力，还可以导入流量数据，评估工程是否可以满足投入使用后的需求。
在工程交付之后，还可以在维护阶段评估工程是否可以承担特殊情况的压力。以及监测可能出现的事故隐患。
除了上述领域之外，包括医疗、物流、环保等很多场景都适合采用数字孪生技术，应用场景非常广阔。
结 语
总而言之，数字孪生是一项非常有潜力的前沿技术，会给企业带来丰厚的价值回报。也正因为如此，很多投资机构趁机热炒数字孪生的概念，也有很多企业迫不及待想要拥抱数字孪生。但是，我们还是应该理性看待数字孪生。
拥抱数字孪生，既需要深厚的技术沉淀，也需要巨大的资金投入，还需要管理水平和员工技能达到相应的层次。目前这个阶段，国内大部分企业都不具备这个条件，如果盲目跟风、仓促上马，投资很可能会血本无归。
相对来说，潜心研究、客观评估、谨慎投入，才是打开数字孪生世界的正确姿势。
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