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在工業4.0時代下，隨著工業互聯網的推廣應用，不僅奠定了數字孿生技術應用落地的基礎，實現了數字孿生的迭代優化，還擴展了數字孿生的技術應用價值，促使數字孿生正在快速進入制造業及其他行業領域。一個明顯的標志就是工業物聯網平臺中對數字孿生用例的支持越來越多。
根據IDC數據，預計到2025年，全球數字孿生市場規模將增至264.6億美元，2020-2025年CAGR高達38.35%。
用例支持越來越多，市場規模逐步擴大……所以，什么是數字孿生？它到底有何重要性？它與物聯網之間又有著怎樣的關系？
什么是數字孿生？
數字孿生，最早是由密歇根大學的Michael Grieves博士定義的，它的最初定義是在產品生命周期管理(PLM)當中。在Michael Grieves博士的論文當中寫道，“數字孿生”的概念是對所生產的產品的虛擬展現。隨后，到了2016年底，Gartner將數字孿生列入2017年十大技術趨勢名單。
當下，在數字化的時代里，書籍變成了電子書，紙質信息變成了電子格式和數字流程，音樂變成了比特和字節……而對于這些，我們所擁有的只是數字信息，沒有副本。但數字孿生是不同的，數字孿生是實物資產的數字(軟件)副本。
因此，顧名思義，數字孿生是擁有兩個版本的“事物”：物理版本和數字孿生版本，這里指的是從物聯網中了解的實物資產，主要是工業互聯網和工業4.0的網絡物理系統，包括智能工廠。
舉個例子，假如你有一個帶有傳感器的飛機發動機以及大量復雜的零件和技術，需要你在云中制作一個完全虛擬的副本，而這個虛擬副本如果真的是一個數字孿生，因此它就像真實的東西一樣，可以幫助我們檢測問題、測試新設置、模擬各種場景、分析任何需要分析的數據等。
數字孿生是物理世界的模型，是由數據創建的，而計算機視覺和人工智能將數據處理成現實的表現形式，甚至與CAD模型等聚集在一起，促使數字孿生同步了自然世界和數字環境之間的數據，允許用戶在虛擬環境中采取行動和做出決定，而這些行動和決定可以在現實世界中迅速表現出來。
簡單來說，數字孿生是以逼真的模擬效果來呈現真實場景的狀態，是物理世界和虛擬世界的相互碰撞。正如Gartner所說的：“數字孿生是物理事物或系統的動態軟件模型。”
數字孿生的作用
以自行車為例，數字孿生變得讓人看得見。在2015年的LiveWorx上，工業物聯網領導者之一PTC的活動，該公司的執行副總裁 CAD Michael M. Campbell用簡單的語言解釋了整個想法，使用PTC用一輛自行車構建的設置。
簡而言之：在數字孿生的例子中，自行車展示了幾種正在工作的技術。首先，自行車配備了必要的技術和連接，使其成為我們現在所說的“智能”。由此產生的信息被利用在一個儀表盤上，當然在這個例子中是PTC的ThingWorx，然后進入數字孿生。最后一步是在增強現實環境中利用信息。
這樣做的好處包括：可以了解產品在現實世界中的使用方式及其性能，從而實現諸如產品優化、對新產品或版本的潛在洞察、改進的(如果可行的話)預測服務能力等目標。
換句話說：在數字世界和物理世界的交叉中，將數據轉化為智能。
另一方面，Parris又將數字孿生稱為“推動商業成果的活體模型”。這比物理資產的數字虛擬副本要好得多，其更接近于本質，當我們在使用數字孿生時想要實現的目標，需要一個理由、一個商業案例和一個維護、優化、成本節約的目的或者其他的等等。
雖然看起來有點未來主義，但這是一個與自行車示例完全不同的演示。它展示了人-其他設備-能夠基于數據混合采取行動，從邊緣數據(實際上是物聯網和邊緣計算)和運營數據到歷史數據。Parris稱之為“看、想、做”。
總而言之，數字孿生改變了制造流程，并提供降低成本、監控資產、優化維護、減少停機時間和創建互聯產品的新方法。
物聯網為數字孿生提供支持
時至今日，物聯網發展越來越迅猛，并在全球范圍內掀起了一波新的技術浪潮，而數字孿生(技術)也開始引起了人們的關注。
從上述例子，我們可以發現引擎或任何其他物理資產幫助我們制作了數字孿生，因為它提供了使數字孿生成為真正的孿生所需的數據。而數字孿生使用來自物聯網連接傳感器的數據，然后來記錄對象或過程在其生命周期中發生的事情，允許虛擬地測量特定功能，實時深入分析數據、工作流程和人類行為，提供對實物資產健康狀況及其性能的洞察，從而極大地幫助決策過程。
對此，我們不難發現使數字孿生成為可能的因素之一就是物聯網傳感器的擴展，而物聯網成為了數字孿生技術不可分割的基石，它驅動著數字孿生的發展。
當前，在現實生活中，數字孿生主要用于工業互聯網或工業物聯網，包括工程和制造。所以，當我們在討論數字孿生的投資或者解決方案時，通常會遇到在工業互聯網領域的企業，如通用電氣、PTC、西門子、CSC、SAP……目前看來，數字孿生使用加速的原因，主要是由于物聯網以及推動物聯網和數字孿生的技術成本的降低。
的確，技術成本的下降加速了物聯網的發展，從而加速了數字孿生技術的發展。未來幾年，在更智能的產品環境中，同樣不斷降低的成本和商業案例肯定會擴展到越來越多的產品。
數字孿生的未來
曾有分析師指出，在2018年和2019年里，數字孿生技術是一個熱門話題；而2020-2021年是數字孿生在關鍵業務應用中被利用的主要年份。
Gartner認為，直到2020年數字孿生才能在物聯網項目環境中的主要地位。該公司預計，到2021年，一半的大型工業公司將使用數字孿生。
尤其是在工業領域上，伴隨著工業數字化、智能化應用的進一步落地與推進，工業制造將會成為數字孿生的主要戰場，數字孿生工具可能會融合更簡單、不那么復雜的技術，在工業領域上發揮無限的潛力，給企業提供更多的優勢——顯而易見的效率提升和成本下降等等，推動工業互聯網脫“虛”向“實”。
因此，未來我們將會看到孿生體擴展到更多的應用、用例和行業上面，并與更多的技術相結合，如語音功能、增強現實的沉浸式體驗、人工智能功能等更多的技術，促使我們能夠查看數字孿生的內部，而無需去檢查“真實”的東西等等。
浙公網安備 33010602000006號
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