數字孿生 為什么火了？

2019年“數字孿生”突然火了，變得大家耳熟能詳，像“云、大、物、移、智”一樣，成為了萬眾矚目的焦點。世界著名咨詢公司Gartner也把“數字孿生”列為了2019年首要戰略科技發展趨勢的Top10之一。

首先，讓我們來跟隨近期與“數字孿生”相關的事件，逐漸認識一下它。

**1、**導火索

波音737MAX8型飛機在短短半年內出現兩次嚴重墜毀事故，墜機事件引發外界對該型號飛機安全問題的疑慮，亦引發了對數字孿生(Digital Twin)技術的關注。對工業互聯網行業人士來說，數字孿生一詞已經是老生常談，它是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應實體裝備的全生命周期過程。是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

**2、**泛在電力物聯網

2019年國家電網公司“兩會”做出全面推進“三型兩網”建設，目標在2021年初步建成泛在電力物聯網，2024年建設完成。泛在電力物聯網圍繞電力系統各環節，充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術，實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。數字孿生是物聯網的底層邏輯，它并不局限于工業互聯網等特定的行業或者領域，而是貫穿整個物聯網的基礎邏輯。因此隨著泛在電力物聯網建設的大潮，數字孿生也被推到了時代前沿。

**3、**5G

2019年是5G的元年，5G核心三大場景中海量物聯網正是物聯網產業的底層技術基礎，所以大家都相信在不遠的將來，必將迎來數字孿生市場井噴式的發展。隨著IoT時代的到來，針對某個企業場景中，需要管理的終端對象是幾百萬幾千萬臺，很明顯這已經超出了一個正常人的認知范圍了。另一方面，物聯網管理還意味著面臨更復雜的設備類型以及相對更不穩定的設備（至少會有較長期處于這個階段）。所以物聯網的管理必然是一個場景化的管理方式，建立一個跟真實世界一樣的數字孿生的世界，然后在這個數字孿生的世界中進行認知、模擬和交互。

由于多方面的因素，導致“數字孿生”成為了2019年及未來的重點技術發展方向。

數字孿生的起源

那么，數字孿生是怎么被“生”出來的呢？

這里我就直接引用度娘的話，來帶大家了解一下數字孿生的起源及定義：

美國國防部最早提出利用Digital Twin技術，用于航空航天飛行器的健康維護與保障。首先在數字空間建立真實飛機的模型，并通過傳感器實現與飛機真實狀態完全同步，這樣每次飛行后，根據結構現有情況和過往載荷，及時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。

Digital Twin數字孿生：是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

Digital Twin是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

看到這，是不是有一種“標題在說啥？”、“又是標題黨！”的趕腳？

No! No! No!

接下來我們就來看一下“數字孿生”擁有的各種主角光環。

主角擁有的超能力

**1、**不死小強

數字孿生作為虛擬世界的存在，當數字孿生的世界發生毀滅性的事件或打擊時，能夠隨時進行重置，滿血復活。這就為無法在真實世界開展的試驗及推演提供了完美的實驗環境，由數字孿生替真實世界承受這些可能會發生的不良后果。

**2、**火眼金睛

在真實世界中，由于物理定律的限制，導致許多真實存在的對象是肉眼不可見的（如地下或墻體內部的管路、設備內部的精密元器件等）。但在數字孿生的世界中則不同，我們可以通過透明化、實體化、展開、爆炸式拆解等各種方式，查看真實世界不可見的對象，并且能夠更精細的查看各種對象的外表及它們的屬性、特性、狀態等等。

**3、**控制時間

在數字孿生的世界中，我們能夠處于上帝視角來管理整個世界，當然也包括了控制時間的能力。我們可以進行時間旅行，回到過去追溯數字孿生世界的各種運行信息，也能夠駕駛時間機器加速前進，探索未來數字孿生世界的演變方向。

**4、**NewType(高達)

NewType新人類，擁有通過精神力（大腦）遠程控制NewType設備（機體、浮游炮等）的能力，仿佛為設備賦予了大腦和靈魂，使設備能夠智能的運行、相互協作。數字孿生統一能夠提供NewType的能力，結合物聯網的能力，實現遠程管理、遠程控制這些人與物的連接。再進一步，還能夠通過各種智能的算法，在不同場景中，按照業務邏輯實現設備間的聯動，實現物與物的連接。

數字孿生的場景及機會

其實從上文數字孿生的定義以及“超能力”介紹中，已經能夠推測出數字孿生的機會和大部分典型使用場景了。

首先，數字孿生在以下各個方面均有可以落地實踐的機會及場景：

1. 建立場景化的管理模式；

2. 能力共享、賦能；

3. 實時監視、控制，運營優化；

4. 應用大數據、智能分析、評估推演、預防性維護等。

擁有豐富的應用場景及機會，為數字孿生提供了近乎無限的想象空間，另一方面，由于數字孿生的虛擬特性，導致隨著時間的推移，數字孿生的投入與真實世界的投入形成鮮明的對比，如下圖所示：

被管對象和業務在不斷發展，真實世界的投資成本也隨之增長，但虛擬投入卻呈現快速的逐年下降的情況，而它豐富的使用場景和創造的價值，使得數字孿生相關的建設注定是一項超高性價比的投資。

既然數字孿生擁有如此強大的主角光環和“超能力”，還有跨行業多維度的使用場景，以及超高的性價比，那它是不是已經成為目前市場中的主流應用及產品方向了呢？

其實并不是想象的那么順利，它正面臨著一個尷尬的困境……

數字孿生面臨的困境

數字孿生Digital Twin已經連續3年被Gartner評為未來一年的首要戰略科技發展趨勢（估計今年年底依然會被評為2020年的首要戰略科技發展趨勢……），但始終不溫不火。

這就像什么呢？比如考公務員，DT同學是大家公認的考中外交部或紀委最有希望的人選，這自然是一件值得高興的事，但是如果連續三年DT同學都榮登榜首，那他自己的心情應該會挺復雜的。

我們再說回數字孿生，很多企業對于數字孿生的態度是“想用不敢用”，對于落地的場景及所需的基本條件沒有信心，最終導致數字孿生多次“登榜”卻始終未中的結果。而導致這種結果的原因就是是什么呢？主要來自于搭建數字孿生世界過程中可能會遇到各種阻礙，比如：

1. **缺乏通用平臺：**數字孿生涉及設計、傳感、虛擬現實、數據標識、物理虛擬等多個維度的技術。這些是很難在統一平臺中表示出來的；

2. **物理表征依舊很難進行數字化模擬：**今天很多物聯網云平臺提供的“數字孿生”服務，實際只能提供一個數據監控和3D模型而已；

3. **前期投入較大：**孿生一個龐大生產系統、工業系統，甚至交通系統，所需要的算力是驚人的。但是占用如此大算力是否能得到效益最大化回報卻值得懷疑。

這些阻礙，對數字孿生的落地產生了很大的影響，但在這幾年的過程中，仍然有部分企業在不斷嘗試數字孿生的落地方案，通過研究和實踐如何選擇核心場景、整合多維的能力、規避短時間內無法解決的困難，逐漸摸索出了各種“先行版”的數字孿生應用，這些應用已經讓IoT行業興奮不已。

優锘科技已實現落地

北京優锘科技有限公司通過“產品+平臺”的縱橫兩條線，覆蓋了“IT+IoT”兩個大的產業領域，通過“可視化+智能化”幫助客戶解決“認知和管理”兩個層次的問題。

優锘科技“以IT可視化切入，縱橫雙線延伸，走向數字孿生”的戰略方向和戰略規劃，是2012年創業之初就基本設定的，來自于創業團隊創立時對產業的觀察思考，和對新一代成功的企業軟件公司的分析。

經過多年的實踐嘗試，結合自身的物聯網可視化PaaS平臺ThingJS及智能運維產品線Tarsier，優锘科技已經擁有了多款數字孿生相關的產品，并且跨了多個不同行業，實現了多種使用場景。

**1、**智慧園區、智慧樓宇

**2、**智慧城市

**3、**智慧校園

**4、**智慧醫院

**5、**智慧電力

不一一列舉了，有興趣的朋友可以前往優锘科技官網主頁http://uinnova.com/或ThingJS平臺http://www.thingjs.com/了解詳細信息。

改變未來的“主角”

在未來，數字孿生必將會在以下幾方面充分體現自己的價值：

1. 成為物聯網項目的一部分；

2. 新的業務運營模式；

3. 成為測量的模型；

4. 運營模型與測量數據關聯閉環。

我們再將數字孿生的范圍擴大，可以去嘗試更復雜的高級仿真，比如：人類未來，生態系統，場所（建筑、城市）等復雜的模型。