數字孿生不僅僅是復制。

孿生，即雙胞胎；數字孿生，顧名思義，就是數字形式的雙胞胎。

在“數字孿生”中，雙胞胎中的一個(gè)是存在于現實(shí)世界的實(shí)體，小到零件，大到工廠(chǎng)，簡(jiǎn)單如螺絲，復雜如人體的結構。

而雙胞胎中的另一個(gè)則只存在虛擬和數字世界之中，是利用數字技術(shù)營(yíng)造的與現實(shí)世界對稱(chēng)的鏡像。

如果以家用電腦為例，Word文檔和打印出來(lái)的文稿就是“數字孿生”。若以導航軟件為例，城市中的實(shí)體道路和軟件中的虛擬道路也是“數字孿生”。

此外，這個(gè)數字孿生體，不僅是對現實(shí)實(shí)體的虛擬再現，還可以模擬對象在現實(shí)環(huán)境中的行為。因此可以說(shuō)，數字孿生是將物理對象以數字化方式在虛擬空間呈現，模擬其在現實(shí)環(huán)境中的行為特征。

數字孿生有什么用？

首先，它可以通過(guò)設計工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現實(shí)等各種數字化的手段，將物理設備的各種屬性映射到虛擬空間中，形成可拆解、可復制、可轉移、可修改、可刪除、可重復操作的數字鏡像。

這極大的加速了操作人員對物理實(shí)體的了解，激發(fā)模擬仿真、批量復制、虛擬裝配等設計活動(dòng)。

過(guò)去，在沒(méi)有數字化模型幫助之下，制造一件產(chǎn)品要經(jīng)歷很多次迭代設計。

現在，采用了數字化模型的設計技術(shù)，就可以在虛擬的三維數字空間輕松地修改部件和產(chǎn)品的每一處尺寸和裝配關(guān)系，這使得幾何結構的驗證工作和裝配可行性的驗證工作大為簡(jiǎn)單，大幅度減少了迭代過(guò)程中物理樣機的制造次數、時(shí)間，以及成本。

此外，數字孿生還可以通過(guò)采集有限的物理傳感器指標的直接數據，借助大樣本庫，通過(guò)機器學(xué)習推測出一些原本無(wú)法直接測量的指標。由此實(shí)現對當前狀態(tài)的評估、對過(guò)去發(fā)生問(wèn)題的診斷，以及對未來(lái)趨勢的預測，并給予分析的結果，模擬各種可能性，提供更全面的決策支持。

例如，針對大型設備運行過(guò)程中出現的各種故障特征，可以將傳感器的歷史數據通過(guò)機器學(xué)習訓練出針對不同故障現象的數字化特征模型，并結合專(zhuān)家處理的記錄，將其形成未來(lái)對設備故障狀態(tài)進(jìn)行精準判決的依據，最終形成自治化的智能診斷和判決。

數字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和重要場(chǎng)景

當下，互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)迅速發(fā)展，對推動(dòng)制造業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化進(jìn)程起到關(guān)鍵作用，尤其是信息技術(shù)對于數據的強大計算和分析能力為制造業(yè)發(fā)展開(kāi)辟嶄新的發(fā)展空間，IT和OT的融合越來(lái)越受到制造企業(yè)的重視。伴隨新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為制造業(yè)從“顯”到“隱”的抓手，互聯(lián)網(wǎng)從“虛”向“實(shí)”的載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)支撐，包括數字孿生、邊緣計算、5G、IPV6、標識解析、TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )）、PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )）等都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用推進(jìn)，數字孿生被賦予了新的生命力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)延伸了數字孿生的價(jià)值鏈條和生命周期，凸顯出數字孿生基于模型、數據、服務(wù)方面的的優(yōu)勢和能力，打通了數字孿生應用和迭代優(yōu)化的現實(shí)路徑，正成為數字孿生的孵化床。

數字孿生基于物理實(shí)體的基本狀態(tài)，以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的方式將建立的模型、收集的數據做出高度寫(xiě)實(shí)的分析，用于物理實(shí)體的監測、預測和優(yōu)化。另外，數字孿生作為邊緣側技術(shù)，可以有效連接設備層和網(wǎng)絡(luò )層，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的知識萃取工具，不斷將工業(yè)系統中的碎片化知識傳輸到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，不同成熟度的數字孿生體，將不同顆粒度的工業(yè)知識重新組裝，通過(guò)工業(yè)APP進(jìn)行調用。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是數字孿生的孵化床，數字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要場(chǎng)景。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重塑數字孿生閉環(huán)

數字孿生，以數字方式為物理對象創(chuàng )建高寫(xiě)實(shí)虛擬模型，并模擬、分析、預測其行為，為實(shí)現信息技術(shù)與制造業(yè)融合鋪平了道路。借助數字孿生，可以集成復雜的制造工藝，實(shí)現產(chǎn)品設計，制造和智能服務(wù)等閉環(huán)優(yōu)化，數字孿生將成為未來(lái)數字化企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念出現之前，數字孿生的概念還只是停留在軟件環(huán)境中，比如幾何建模的CAD系統、產(chǎn)品生命周期管理的PLM等。但隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現，網(wǎng)絡(luò )的連通效用使得各個(gè)數字孿生在設備資產(chǎn)管理，產(chǎn)品生命周期管理和制造流程管理中開(kāi)始發(fā)生關(guān)聯(lián)、互相補充。

例如，西門(mén)子公司就利用其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺Mindsphere，實(shí)現了數字孿生不同應用場(chǎng)景數據的打通。通過(guò)破除設備、設計、制造、維護等產(chǎn)品生命周期隔離，打通構成數字孿生的閉環(huán)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺激活數字孿生生命

隨著(zhù)制造業(yè)不斷發(fā)展，數字孿生盡管尚未成為主流，卻成為每一個(gè)數字化企業(yè)都要關(guān)注的技術(shù)。數字孿生的核心是模型和數據，但虛擬模型創(chuàng )建和數據分析需要專(zhuān)業(yè)的知識，對于不具備相關(guān)知識的人員，構建和使用數字孿生任重道遠，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰恰可以解決上述問(wèn)題，通過(guò)平臺實(shí)現數據分析外包、模型共享等業(yè)務(wù)。

具體來(lái)說(shuō)，物理實(shí)體的各種數據收集、交換，都要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現，利用平臺具有的資源聚合、動(dòng)態(tài)配置、供需對接等優(yōu)勢，整合并利用各類(lèi)資源，賦能數字孿生。例如，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺向下將邊緣側基礎設施同數字孿生體關(guān)聯(lián)，向上將數據傳遞、存儲在云端，其他用戶(hù)也可以根據自身需要通過(guò)平臺的服務(wù)來(lái)建立數字孿生體，可以說(shuō)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺激活了數字孿生的生命。

數字孿生助力IT與OT融合

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數字化轉型過(guò)程中關(guān)鍵一環(huán)，加速了IT和OT各要素的融合，數據是融合過(guò)程中最重要的粘結劑，要讓IT部門(mén)和OT部門(mén)融合的更好，首先要處理好數據這項隱形的資產(chǎn)。另外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在試圖打破企業(yè)的邊界，試圖填滿(mǎn)IT與OT之間的各種縫隙，打造軟件定義、數據驅動(dòng)、模式創(chuàng )新的新生態(tài)，而數字孿生剛好為融合發(fā)展提供了數據和技術(shù)的接口。

在產(chǎn)品設計中，數字孿生可以展示、預測，分析數字模型和物理世界之間的互動(dòng)過(guò)程?；跀底謱\生的設計是基于現有物理產(chǎn)品的虛擬映射，研究大量數據以獲取有價(jià)值的知識進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng )新。

設計人員只需將需求發(fā)布到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，平臺管理者就能就精確匹配設計人員需要的數據服務(wù)以及用于處理數據的模型和算法服務(wù)。通過(guò)調用，組合和操作這些服務(wù)，結果將返回給設計人員。IT和OT的融合以“按需付費”的方式，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上悄然完成。

此外，在設計產(chǎn)品的功能結構和組件后，需要測試設計質(zhì)量和可行性。借助數字孿生，設計人員可以通過(guò)驗證虛擬產(chǎn)品快速地模擬運行狀況，完成虛擬設計和虛擬運行。服務(wù)封裝后，模型服務(wù)可以通過(guò)服務(wù)搜索，匹配，調度和調用來(lái)使用。通過(guò)服務(wù)，數字孿生有效地應用于產(chǎn)品設計中，減少預期行為和設計行為的不一致產(chǎn)生的修改，大大縮短設計周期，降低設計成本。

打造基于數字孿生的工業(yè)APP服務(wù)池

隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其核心思想“數據+模型=服務(wù)”的影響不斷擴大，服務(wù)在制造業(yè)中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的位置。優(yōu)化服務(wù)不僅僅可以應對激烈的競爭并獲得更多收入，還可以借助工業(yè)APP和微服務(wù)解決不同供應商標準協(xié)議兼容、異構系統集成等問(wèn)題。

數字孿生服務(wù)包括設備服務(wù)、技術(shù)服務(wù)、測試服務(wù)、模擬服務(wù)、數據服務(wù)、知識服務(wù)、模型服務(wù)、算法服務(wù)等，此外，還有許多輔助服務(wù)，如物流服務(wù)、運維服務(wù)、金融服務(wù)等。

工業(yè)APP可以充分釋放數字孿生的潛力。工業(yè)APP可以將數字孿生的各種組件分解為可由單個(gè)服務(wù)完成的子任務(wù)模塊，客戶(hù)按需定制滿(mǎn)足一定功能的微模塊，組建起一定功能的微服務(wù)組，經(jīng)服務(wù)封裝后，數字孿生服務(wù)發(fā)布到服務(wù)池和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。通過(guò)微服務(wù)，復雜虛擬模型數字孿生的每個(gè)組件都可以統一管理、共享和使用。