一、技術(shù)性探究和專業(yè)性布置
數(shù)字孿生體是由物理目標(biāo)、數(shù)字鏡像及互動(dòng)系統(tǒng)組成的一個(gè)體系，其成長(zhǎng)發(fā)育必然經(jīng)過(guò)數(shù)化、互動(dòng)、先知、先覺(jué)和共智等幾個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)性方向和專業(yè)性布置便是按照這些環(huán)節(jié)有關(guān)的技術(shù)來(lái)確立的。
1.建模
“數(shù)化”是對(duì)物理世界數(shù)字化的環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)需用將物理目標(biāo)表述為電子計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別的數(shù)字模型。建模技術(shù)是數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)，例如測(cè)繪掃描、幾何建模、網(wǎng)格剖分、系統(tǒng)建模、流程建模、組織建模等技術(shù)。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
“數(shù)化”中的另一層意思是物理世界自身的狀況變成能夠被電子計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)所能感知、識(shí)別和分析，這些狀況包括位置、屬性、性能等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為原子化向比特化轉(zhuǎn)換出示了完善的解決方案。
3.數(shù)字線程
“互動(dòng)”是數(shù)字孿生體的一個(gè)關(guān)鍵特性，主要指的是物理目標(biāo)和數(shù)字目標(biāo)之間的動(dòng)態(tài)性互動(dòng)，當(dāng)然也暗含了物理目標(biāo)之間及數(shù)字目標(biāo)之間的互動(dòng)。后兩者在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和仿真模擬世界中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，而前者是數(shù)字孿生體獨(dú)有的特性。這種動(dòng)態(tài)性互動(dòng)的需用數(shù)字線程技術(shù)來(lái)完成。
4.仿真模擬
“先知”指的是對(duì)物理世界的動(dòng)態(tài)性預(yù)測(cè)分析。這需要數(shù)字目標(biāo)不只是表述物理世界的幾何樣式，更需要數(shù)字模型中融合物理規(guī)律和原理，這是仿真模擬世界的優(yōu)勢(shì)。仿真技術(shù)不只是創(chuàng)建物理目標(biāo)的數(shù)字化模型，還要按照目前狀況，通過(guò)物理學(xué)規(guī)律和原理來(lái)計(jì)算、分析和預(yù)測(cè)分析物理目標(biāo)的未來(lái)狀況。物理目標(biāo)的目前狀況則通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字線程獲取。這種仿真模擬不是對(duì)一個(gè)環(huán)節(jié)或一種狀況的仿真模擬，應(yīng)是全周期時(shí)間和全行業(yè)領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)性仿真模擬，例如產(chǎn)品仿真模擬、虛擬試驗(yàn)、制造仿真模擬、生產(chǎn)仿真模擬、工廠仿真模擬、物流仿真模擬、運(yùn)維仿真模擬、組織仿真模擬、流程仿真模擬、交通仿真模擬、人群仿真模擬、戰(zhàn)場(chǎng)仿真模擬等。
5.大數(shù)據(jù)
如果說(shuō)“先知”是按照物理目標(biāo)的可預(yù)測(cè)性規(guī)律和完善原理來(lái)預(yù)測(cè)分析數(shù)字孿生體的未來(lái)，那“先覺(jué)”就是按照不確定性和不完善的信息內(nèi)容來(lái)預(yù)知未來(lái)，這是大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。如果需要數(shù)字孿生體越來(lái)越智能和智慧，就不應(yīng)局限于人類對(duì)物理世界可預(yù)測(cè)性知識(shí)，其實(shí)人類自身就不是完全依賴于可預(yù)測(cè)性知識(shí)而領(lǐng)悟世界的。
6.云計(jì)算
“共智”的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)世界上所有數(shù)字孿生體智慧的互換和共享，其暗含的前提條件是單個(gè)數(shù)字孿生體內(nèi)部各組件的智慧首先是共享的。云計(jì)算則為數(shù)字孿生體內(nèi)部和之間進(jìn)行智慧共享出示了可能。當(dāng)然，所謂“單個(gè)”數(shù)字孿生體是人為因素定義的范疇，多個(gè)數(shù)字孿生單體能夠通過(guò)共智產(chǎn)生更大的數(shù)字孿生體，這個(gè)數(shù)量可以是無(wú)限的。
二、處理方案和工程化生態(tài)
數(shù)字孿生體的運(yùn)用將邁向智能制造、智慧產(chǎn)業(yè)及智慧軍事，因此實(shí)驗(yàn)室的工程化落地運(yùn)用方向也將與之相關(guān)的。實(shí)驗(yàn)室將開(kāi)設(shè)工程管理中心，將數(shù)字孿生技術(shù)在智能制造、智慧產(chǎn)業(yè)及智慧軍事等領(lǐng)域的處理方案具體實(shí)施落地，完成技術(shù)成果向社會(huì)價(jià)值的轉(zhuǎn)換。
1.智能制造
數(shù)字孿生技術(shù)為產(chǎn)品生命周期出示了智能演變階梯。從基于MBSE(基于實(shí)體模型的信息系統(tǒng)工程)的先進(jìn)設(shè)計(jì)過(guò)程，到基于PSE(生產(chǎn)制造信息系統(tǒng)工程)的先進(jìn)制造過(guò)程，及基于IIOT(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))的智慧運(yùn)維過(guò)程，都可以運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)完成智能化。數(shù)字孿生體實(shí)驗(yàn)室將在智能制造領(lǐng)域開(kāi)展方案設(shè)計(jì)和工程化落地。
2.智慧產(chǎn)業(yè)
除去產(chǎn)品生產(chǎn)制造領(lǐng)域，在國(guó)計(jì)民生領(lǐng)域，數(shù)字孿生能夠 將各類產(chǎn)業(yè)完成智慧化。在數(shù)字孿生體實(shí)驗(yàn)室，將對(duì)數(shù)字孿生城市和數(shù)字孿生增材產(chǎn)業(yè)管理體系等開(kāi)展方案設(shè)計(jì)和工程化落地。
3.智慧軍事
在軍事相關(guān)的領(lǐng)域，除軍用品研制能夠 基于數(shù)字孿生技術(shù)完成智能制造外，在數(shù)字孿生戰(zhàn)場(chǎng)和數(shù)字孿生戰(zhàn)斗群層面，實(shí)驗(yàn)室將開(kāi)展方案探究和工程化落地。
數(shù)字孿生處理方案及業(yè)務(wù)開(kāi)展涉及到的技術(shù)非常廣泛，決不局限于實(shí)驗(yàn)室所探究的技術(shù)(參見(jiàn)上節(jié))，不同的運(yùn)用領(lǐng)域和場(chǎng)景都會(huì)有海量的特定的技術(shù)。因此，實(shí)驗(yàn)室不光是開(kāi)展技術(shù)探究、處理方案設(shè)計(jì)及工程化落地的機(jī)構(gòu)，也是戰(zhàn)略合作伙伴生態(tài)發(fā)展服務(wù)平臺(tái)，與戰(zhàn)略合作伙伴聯(lián)合設(shè)計(jì)更完善和廣泛的處理方案，統(tǒng)一參與工程化落地，共同造福社會(huì)。
三、服務(wù)平臺(tái)研發(fā)和規(guī)范探究
生態(tài)設(shè)計(jì)需要以一個(gè)開(kāi)放性的技術(shù)架構(gòu)和服務(wù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，否則一個(gè)看上去完整的處理方案，其實(shí)技術(shù)上并不完善。這些專業(yè)技術(shù)全是各自為政的孤島和煙囪。因此，實(shí)驗(yàn)室將開(kāi)發(fā)數(shù)字孿生技術(shù)整合框架和集成服務(wù)平臺(tái)，用以支撐處理方案的工程化落地。
規(guī)范則是構(gòu)架和服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室將開(kāi)展數(shù)字孿生體相關(guān)的規(guī)范的探究，參與國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
四、全球發(fā)展
實(shí)驗(yàn)室除去開(kāi)設(shè)北京總部外，將在全球(包括北美、歐洲、日韓等國(guó)家和地區(qū))開(kāi)設(shè)分部，以汲取國(guó)際前沿科技養(yǎng)分，并開(kāi)展國(guó)際合作。目前已經(jīng)開(kāi)設(shè)了北美分部。