1、數(shù)字孿生不僅僅是復(fù)制。
孿生，即雙胞胎；數(shù)字孿生，顧名思義，便是數(shù)字形式的雙胞胎。在"數(shù)字孿生"中，雙胞胎中的一個(gè)是存在于現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體，小到零部件，大到加工廠，簡(jiǎn)單如螺絲，復(fù)雜如人體結(jié)構(gòu)。而雙胞胎中的另一個(gè)則只存在虛擬和數(shù)字世界當(dāng)中，是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)打造的與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)稱的鏡像。要是以家用電腦為例子，Word文檔和打印出來(lái)的文稿便是"數(shù)字孿生"。若以導(dǎo)航軟件為例子，城市中的實(shí)體道路和軟件中的虛擬道路也是"數(shù)字孿生"。除此之外，這個(gè)數(shù)字孿生體，不僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)體的虛擬重現(xiàn)，還能夠模擬目標(biāo)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為。故此可以說(shuō)，數(shù)字孿生是將物理目標(biāo)以數(shù)字化方式在虛擬空間呈現(xiàn)出，模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為特征。
2、數(shù)字孿生有何用？
首先，它可以通過(guò)設(shè)計(jì)工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種數(shù)字化的手段，將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中，生成可拆解、可復(fù)制、可轉(zhuǎn)移、可更改、可刪除、可重復(fù)操作的數(shù)字鏡像。
這極大程度的加快了操作人員對(duì)物理實(shí)體的了解，激發(fā)仿真模擬、批量復(fù)制、虛擬裝配等設(shè)計(jì)活動(dòng)。以往，在沒(méi)有數(shù)字化模型協(xié)助下，生產(chǎn)制造一件產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)很多次迭代設(shè)計(jì)?，F(xiàn)如今，運(yùn)用了數(shù)字化模型的設(shè)計(jì)技術(shù)，就可以在虛擬的三維數(shù)字空間輕松地更改構(gòu)件和產(chǎn)品的每一處尺寸和裝配關(guān)系，這使得幾何結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證工作和裝配可行性的驗(yàn)證工作變的簡(jiǎn)單，大幅降低了迭代過(guò)程中物理樣機(jī)的生產(chǎn)制造次數(shù)、時(shí)間，及其成本。
除此之外，數(shù)字孿生還可以通過(guò)收集有限的物理傳感器指標(biāo)的直接數(shù)據(jù)，依靠大樣本庫(kù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)推斷出一些原本沒(méi)法直接測(cè)量的指標(biāo)。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的評(píng)估、對(duì)以往發(fā)生問(wèn)題的診斷，及其對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，并給予分析的結(jié)果，模擬多種可能性，提供更全方位的決策支撐。比如說(shuō)，針對(duì)大型設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)的多種故障特征，可以將傳感器的歷史數(shù)據(jù)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練出針對(duì)不同故障現(xiàn)象的數(shù)字化特征模型，并結(jié)合專家處理的記錄，將其生成未來(lái)對(duì)設(shè)備故障狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷的依據(jù)，最終形成自治化的智能診斷和判決。
3、數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和關(guān)鍵場(chǎng)景
當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等全新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化進(jìn)程起著關(guān)鍵作用，尤其是信息技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)的強(qiáng)大的計(jì)算和分析能力為制造業(yè)發(fā)展開(kāi)拓了煥然一新的發(fā)展空間，IT和OT的融合越來(lái)越受到制造企業(yè)的看重。伴隨著全新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為了制造業(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)飛速發(fā)展離不了技術(shù)支撐，包括數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算、5G、IPV6、標(biāo)識(shí)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)的核心技術(shù)。
伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推動(dòng)，數(shù)字孿生被賦予了新的生命力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)拓展了數(shù)字孿生的價(jià)值鏈條和生命周期，展現(xiàn)出數(shù)字孿生基于模型、數(shù)據(jù)、服務(wù)方面的的優(yōu)勢(shì)和能力，打通了數(shù)字孿生應(yīng)用和迭代優(yōu)化的實(shí)際路徑，正成為數(shù)字孿生的孵化床。
數(shù)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)的方式將構(gòu)建的模型、收集的數(shù)據(jù)做出高度寫(xiě)實(shí)的分析，用以物理實(shí)體的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。另外，數(shù)字孿生作為邊緣側(cè)技術(shù)，可以有效的連接設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的知識(shí)萃取工具，不斷將工業(yè)系統(tǒng)中的碎片化知識(shí)傳輸?shù)焦I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，不同成熟度的數(shù)字孿生體，將不同顆粒度的工業(yè)知識(shí)重新組裝，通過(guò)工業(yè)APP進(jìn)行調(diào)用。因而，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是數(shù)字孿生的孵化床，數(shù)字孿生是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的關(guān)鍵場(chǎng)景。
4、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重塑數(shù)字孿生閉環(huán)
數(shù)字孿生，以數(shù)字方式為物理對(duì)象構(gòu)建高寫(xiě)實(shí)虛擬模型，并模擬、分析、預(yù)測(cè)其行為，為實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與制造業(yè)融合鋪平了道路。借助數(shù)字孿生，可以集成復(fù)雜的制造工藝，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制造和智能服務(wù)等閉環(huán)優(yōu)化，數(shù)字孿生將成為未來(lái)數(shù)字化企業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前，數(shù)字孿生的概念還僅僅只是停留在軟件環(huán)境中，比如說(shuō)幾何建模的CAD系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理的PLM等。但伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的連通效用致使各個(gè)數(shù)字孿生在設(shè)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(bǔ)充。比如說(shuō)，西門子公司就運(yùn)用其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Mindsphere，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字孿生不同應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)的打通。通過(guò)消除設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等產(chǎn)品生命周期隔離，打通構(gòu)成數(shù)字孿生的閉環(huán)。
5、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)激活數(shù)字孿生生命
伴隨著制造業(yè)不斷發(fā)展，數(shù)字孿生雖然尚未成為主流，卻成為每一個(gè)數(shù)字化企業(yè)都需要關(guān)注的技術(shù)。數(shù)字孿生的核心是模型和數(shù)據(jù)，但虛擬模型構(gòu)建和數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)的知識(shí)，對(duì)于不具備相關(guān)知識(shí)的人員，構(gòu)建和使用數(shù)字孿生任重而道遠(yuǎn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)恰恰可以解決上述問(wèn)題，通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析外包、模型共享等業(yè)務(wù)。
具體而言，物理實(shí)體的各種數(shù)據(jù)收集、交換，都需要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用平臺(tái)具備的資源聚合、動(dòng)態(tài)配置、供需對(duì)接等優(yōu)勢(shì)，整合并運(yùn)用各類資源，賦能數(shù)字孿生。比如說(shuō)，運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向下將邊緣側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施同數(shù)字孿生體關(guān)聯(lián)，向上將數(shù)據(jù)傳遞、存儲(chǔ)在云端，其他用戶也可以根據(jù)自身需要通過(guò)平臺(tái)的服務(wù)來(lái)建立數(shù)字孿生體，可以說(shuō)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)激活了數(shù)字孿生的生命。
6、數(shù)字孿生助力IT與OT融合
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中關(guān)鍵的一環(huán)，加速了IT和OT各要素的融合，數(shù)據(jù)是融合過(guò)程中最重要的粘合劑，要讓IT部門和OT部門融合的更好，首先要處理好數(shù)據(jù)這項(xiàng)隱形的資產(chǎn)。除此之外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在試圖打破企業(yè)的邊界，試圖填滿IT與OT之間的各種縫隙，打造軟件定義、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、模式創(chuàng)新的新生態(tài)，而數(shù)字孿生恰好為融合發(fā)展提供了數(shù)據(jù)和技術(shù)的接口。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，數(shù)字孿生可以展示、預(yù)測(cè)，分析數(shù)字模型和物理世界之間的互動(dòng)過(guò)程?；跀?shù)字孿生的設(shè)計(jì)是基于原有物理產(chǎn)品的虛擬映射，科學(xué)研究海量數(shù)據(jù)以獲取有價(jià)值的知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。設(shè)計(jì)人員只需將需求發(fā)布到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，平臺(tái)管理人員就能就精準(zhǔn)匹配設(shè)計(jì)人員需要的數(shù)據(jù)服務(wù)以及用以處理數(shù)據(jù)的模型和算法服務(wù)。通過(guò)調(diào)用，組合和操作這些服務(wù)，結(jié)果將返回給設(shè)計(jì)人員。IT和OT的融合以"按需付費(fèi)"的方式，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上悄然實(shí)現(xiàn)。
除此之外，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)和組件后，需要測(cè)試設(shè)計(jì)質(zhì)量和可行性。借助數(shù)字孿生，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)驗(yàn)證虛擬產(chǎn)品迅速地模擬運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和虛擬運(yùn)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(diào)度和調(diào)用來(lái)使用。通過(guò)服務(wù)，數(shù)字孿生有效地運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，減少預(yù)期行為和設(shè)計(jì)行為的不一致形成的修改，大大縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。
7、打造基于數(shù)字孿生的工業(yè)APP服務(wù)池
伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其核心思想"數(shù)據(jù)+模型=服務(wù)"的影響不斷擴(kuò)大，服務(wù)在制造業(yè)中扮演著愈來(lái)愈重要的位置。優(yōu)化服務(wù)不僅僅可以應(yīng)對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)并得到更多收入，還可以借助工業(yè)APP和微服務(wù)解決不同供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議兼容、異構(gòu)系統(tǒng)集成等問(wèn)題。數(shù)字孿生服務(wù)包含設(shè)備服務(wù)、技術(shù)服務(wù)、測(cè)試服務(wù)、模擬服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、知識(shí)服務(wù)、模型服務(wù)、算法服務(wù)等，除此之外，還有許多輔助服務(wù)，如物流服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、金融服務(wù)等。工業(yè)APP可以充分釋放數(shù)字孿生的潛力。工業(yè)APP可以將數(shù)字孿生的各種組件分解為可由單個(gè)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的子任務(wù)模塊，客戶按需定制滿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(shù)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(tái)。通過(guò)微服務(wù)，復(fù)雜虛擬模型數(shù)字孿生的每個(gè)組件都可以統(tǒng)一管理、共享和使用。