數(shù)字孿生是物品或者過(guò)程在技術(shù)上的精確虛擬復(fù)制品，它通過(guò)數(shù)據(jù)和信息反饋與現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)應(yīng)物耦合。這是一種設(shè)計(jì)和測(cè)試方法，正在吸引著越來(lái)越多企業(yè)采用。

德勤咨詢公司智能制造部門高級(jí)經(jīng)理Kenneth Norton解釋說(shuō)，數(shù)字孿生的核心是使用基于數(shù)學(xué)或物理學(xué)的模型來(lái)模擬或預(yù)測(cè)物理世界中對(duì)應(yīng)物的可能行為、性能屬性或結(jié)果。他表示：“來(lái)自物理產(chǎn)品和系統(tǒng)的傳感器和實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)可以用來(lái)提供反饋并調(diào)整虛擬模型。”他表示：“商業(yè)化軟件應(yīng)用在計(jì)算和可視化方面的能力提升導(dǎo)致了各行業(yè)數(shù)字孿生使用案例激增，因?yàn)槠髽I(yè)希望改善其產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程和端到端供應(yīng)鏈的性能。”

Booz Allen Hamilton管理咨詢公司負(fù)責(zé)人Sandy Marshall表示，通過(guò)創(chuàng)造復(fù)雜的洞察力提高業(yè)務(wù)績(jī)效、降低風(fēng)險(xiǎn)和更明智的決策，數(shù)字孿生創(chuàng)造了價(jià)值，為構(gòu)成我們周圍世界的數(shù)百萬(wàn)不同數(shù)據(jù)流的高級(jí)整合、分析和可視化打開了大門。

數(shù)字孿生日漸成風(fēng)

數(shù)字孿生自美國(guó)宇航局在20世紀(jì)60年代試行之后出現(xiàn)。Marshall表示：“我們最近開始看到對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)的興趣在不斷上升。”她觀察到，隨著越來(lái)越多的組織利用他們的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策優(yōu)化，供應(yīng)商已經(jīng)開始提供解決方案，推動(dòng)向數(shù)字孿生的轉(zhuǎn)型。

Marshall表示，支持和維持這種向更廣泛使用的轉(zhuǎn)變將會(huì)需要在安全的云環(huán)境中運(yùn)行的數(shù)字孿生，并且能夠?qū)崿F(xiàn)開放和靈活的開發(fā)。“這將使企業(yè)能夠安全地部署并更快地開始利用數(shù)字孿生的價(jià)值，同時(shí)繼續(xù)建設(shè)這項(xiàng)技術(shù)并使之逐漸成熟，在更長(zhǎng)的生命周期內(nèi)支持更多的整合和用例。”

Capgemini Engineering(工程咨詢公司)執(zhí)行副總裁兼首席軟件官Jani Zhang解釋說(shuō)，數(shù)字孿生技術(shù)允許企業(yè)更好地模擬產(chǎn)品，在數(shù)字狀態(tài)下設(shè)計(jì)和架構(gòu)，從而降低開發(fā)成本。“給數(shù)字孿生添加物理屬性，讓工程師們能夠模擬這些物理屬性對(duì)特定環(huán)境或情景的反應(yīng)。”

數(shù)字孿生的起步

對(duì)于缺乏必要的內(nèi)部知識(shí)的組織來(lái)說(shuō)，成功建立數(shù)字孿生戰(zhàn)略的第一步是找到具有適當(dāng)專業(yè)知識(shí)的合作伙伴。Marshall表示：“以這里為起點(diǎn)，確定你當(dāng)前的需求，例如你的用例和用戶是一個(gè)很好的開始。”“掌握你的用例將使你能夠證明投資回報(bào)率并讓利益相關(guān)方參與進(jìn)來(lái)。”

Norton表示，開始使用數(shù)字孿生技術(shù)的最佳方式是確定具體的改進(jìn)機(jī)會(huì)。潛在的用戶應(yīng)該有結(jié)果預(yù)期以及要實(shí)現(xiàn)的商業(yè)價(jià)值。他解釋稱：“評(píng)估可用的數(shù)據(jù)集和對(duì)整個(gè)組合的預(yù)期結(jié)果進(jìn)行建模的能力，可以為具體合作伙伴或技術(shù)供應(yīng)商選擇以及推進(jìn)的邏輯順序提供信息。”

Norton補(bǔ)充表示，在數(shù)字孿生技術(shù)方面表現(xiàn)出色的組織通常都采用了一種共同的模式，即采用了強(qiáng)大的基礎(chǔ)技術(shù)，如產(chǎn)品生命周期管理和制造執(zhí)行系統(tǒng)，這些技術(shù)提供了數(shù)字孿生技術(shù)需要的、企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)集。

工作中的數(shù)字孿生

Marshall表示，數(shù)字孿生提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，能夠給產(chǎn)品開發(fā)帶來(lái)積極的影響。“例如，可以在產(chǎn)品或過(guò)程的整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明以及所有利益相關(guān)方之間的協(xié)作。”

Norton表示，數(shù)字孿生技術(shù)加快了產(chǎn)品開發(fā)，同時(shí)縮短了上市時(shí)間并提高了產(chǎn)品性能。使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和先進(jìn)模擬技術(shù)設(shè)計(jì)和開發(fā)產(chǎn)品的能力也可以促進(jìn)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，設(shè)計(jì)出市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)并減少設(shè)計(jì)流失。“此外，開發(fā)一個(gè)集成數(shù)字線路可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的數(shù)字孿生，通過(guò)利用來(lái)自制造和現(xiàn)場(chǎng)的反饋，進(jìn)一步改善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和性能。”

Marshall表示，在前期使用數(shù)字孿生和生成式設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更有依據(jù)，讓團(tuán)隊(duì)能夠根據(jù)經(jīng)過(guò)排序的需求生成各種可能的設(shè)計(jì)，然后對(duì)提出的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬。她補(bǔ)充表示：“在產(chǎn)品使用周期內(nèi)使用數(shù)字孿生，可以讓他們從現(xiàn)場(chǎng)用戶那里獲得數(shù)據(jù)反饋，從而更好地進(jìn)行開發(fā)。”

數(shù)字孿生投資應(yīng)始終以推動(dòng)商業(yè)價(jià)值為目標(biāo)。Jani Zhang建議說(shuō)：“用例必須定義清楚，并有可衡量的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)來(lái)證明其價(jià)值。”“一旦價(jià)值得到了證明，就需要領(lǐng)導(dǎo)層的支持來(lái)確保概念驗(yàn)證能夠規(guī)?；茝V，真正實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。”她補(bǔ)充表示，典型的錯(cuò)誤包括在沒有明確成功定義而且未能證明潛在商業(yè)價(jià)值的情況下進(jìn)行過(guò)多的概念驗(yàn)證項(xiàng)目。

數(shù)字孿生帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

Jani Zhang表示，數(shù)字孿生技術(shù)如果操作和實(shí)施得當(dāng)，可以給采用者帶來(lái)巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。然而，她警告說(shuō)，雖然許多行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者正在接受這種方法，但是其他許多人仍然不以為然、猶豫不決或者袖手旁觀。Zhang指出，“這是由于各種障礙造成的，例如投資回報(bào)率實(shí)現(xiàn)滯后或者公司文化。”“在這些情況下，數(shù)字孿生的益處沒有充分實(shí)現(xiàn)。”