撑起|数字孪生：如何撑起一个万亿市场的产业变革？市场|实体|物理|变革|产业|数字

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图片来源@视觉中国
文丨脑极体
今天我们介绍一个在产业界如火如荼，但大众还非常陌生的概念：数字孪生（Digital Twin）。
在解释这一晦涩难懂的概念前，我首先想到了一个人，前苏联著名的昆虫学家、数学家和哲学家——柳比歇夫。在26岁那一年，他独创了一种“时间统计法”，可以通过记录每天做的每件事情所花销时间，经过统计分析，进行每月小结和年终总结，以此来改进工作方法，计划未来事务，从而提高对时间的利用效率。
这一“时间统计法”，他沿用了56年，直到逝世。那么，他的学术成果呢？确实非常惊人，一生发布了70多部专著。但他并不是一个整日钻进书斋里的老学究，从那本《奇特的一生》中，可以看到他的业余时间非常充裕，甚至每天只需工作几个小时，他还能完成大量的社交、旅行还有休闲。
讲到这里，做自媒体的我们可能都会觉得非常惭愧。言归正传，这里讲到柳比歇夫和他的“时间统计法”，是因为这一方法跟今天要讲的“数字孪生”非常相似。他几乎忠实的记录了每天所有事物的时间，精确到多少时长。这就仿佛在日记本上完全复刻了一个柳比歇夫的数字分身。我们通过观看他的这本时间笔记，就能知道他这一生做了哪些事情。
如果再将这些记录输入电脑，做出数据表格，打上各种标签，我们就可以对其完成的各类事情进行准确的分类统计和分析。如此，我们就能建立一个更多维度的柳比歇夫。想一想这一办法用在我们身上，是不是也可能产生“奇迹”。
不过，“数字孪生”的野心更大，其想实现的是对整个物理世界的完整的数字映射。
双11这天，中国国际高新技术成果交易会发布了工信部的《数字孪生应用白皮书2020版》。借着这一白皮书的发布时机，我们一起来聊聊数字孪生这一概念和其可能所带来的应用场景和产生的产业变革影响。
数字孪生：为物理世界“复制”一个虚拟数字分身“数字孪生”（Digital Twin）这一概念正式提出是在NASA的2010年的一份技术报告当中，当时给出的一个狭窄定义是“集成了多物理量、多尺度、多概率的系统或飞行器仿真过程”，接下来，“数字孪生”概念和相关技术主要应用在航空航天领域的飞行器健康管理，包括像机身设计与维修，飞行器能力评估，飞行器故障预测等应用当中。
不过， “孪生”的概念在20世纪60年代就已经出现，当时美国NASA在“阿波罗计划”中，构建了两个相同的航天飞行器，其中一个发射到太空执行任务，另一个留在地球上用于反映太空中航天器在任务期间的工作状态，从而辅助工程师分析处理太空中出现的紧急事件。此时，两个航天器都是真实存在的物理实体，也就是还未形成“数字孪生”的概念。

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到2003年左右，美国密歇根大学教授Grieves首次在“产品的全生命周期管理”课程上提出了“数字孪生”的设想，只是当时称之为“Conceptual Ideal for Product Lifecycle Management”，PLM的主要构想就是在虚拟空间构建一套数字模型，可以与物理实体进行交互映射，完全描述物理实体全生命周期的运行轨迹。
现在，随着数字化技术在消费互联网和产业互联网的深入应用，“数字孪生”概念和技术得到了更加广泛地推广和应用。在2019年，“数字孪生”这一术语已经被Gartner列为2019年十大战略性技术趋势之一。
如何来理解“数字孪生”概念呢？从国际标准化组织的定义来看，数字孪生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。
通俗来讲，就是针对物理世界的实体，通过数字化手段构建一个数字世界中的“完整分身”，能够和物理实体保持实时的交互联接，借助历史数据、实时数据以及算法模型等，通过模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程，实现对物理实体的了解、分析和优化。
【 撑起|数字孪生：如何撑起一个万亿市场的产业变革？】从企业的角度来看，就是对企业资产和流程进行数字化表示，从而了解、预测和优化业务流程以改善业务成果。
从以上定义可以看到，数字孪生所具有的特征，包括：
1、互操作性，即数字孪生中的物理实体和数字空间的虚拟实体能够双向映射、动态交互和实时连接。