数字孪生的前世今生与带来的价值

随着经济社会数字化转型的持续推进，数字孪生逐渐走进大众视野，并成为社会关注的热点技术。那么究竟什么是数字孪生？它是谁提出来的？它又会给我们的生活带来什么样的改变？相信读了这篇文章，会让你对数字孪生有更清晰的认识。

数字孪生的前世今生

“孪生”顾名思义就是双胞胎的意思，那么“数字孪生”简单理解就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。这个概念的发明者，可追溯到2002年美国密歇根大学教授Michael Grieves博士在一次演讲中提出。然而，这仅是追溯并没有确凿的文献或影像资料能够佐证。

直到2010年，美国宇航局NASA为了改进航天飞行器的物理仿真模型第一次引入了“数字孪生”这个名词，由John Vickers命名为数字孪生。

此后，美国空军研究实验室在一次演讲中明确提出“Digital Twin”, 希望借此来解决战斗机的维护问题，并指出数字孪生是驱动未来飞行器发展的关键技术之一。数字孪生技术引起美国军方注意的同时，一些知名公司也开始对该技术产生浓厚的兴趣。

2011年，美国通用电气在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候，发现了数字孪生体的价值。通用电气通过数字化模型在虚拟环境下实现机器人调试、试验、优化运行状态等模拟，将最优方案应用在物理世界的机器上，从而节省大量维修、调试成本。

此后，德国西门子也跟着拥抱数字孪生技术。西门子用数字孪生技术仿真模拟一些工厂的实际操作空间，从产品设计到产线设计，到设备制造方的机械设计和工厂的规划排产，到最后制造执行和产品大数据。这极大便利了全流程监督和管理效率。

2015年左右，数字孪生技术已经西学东渐，当时多家国内研究机构和企业，纷纷启动了数字孪生相关的研究课题。从那之后，数字孪生这个概念，就开始风靡互联网和产业界，直至今日。

数字孪生的价值

从本质上来说，数字孪生把现实世界中的物理实体，通过一系列技术映射模拟到虚拟空间中去，以实现高效科学的诊断、预测和决策。之所以要映射模拟，主要有两个原因：一是真实本体的造价昂贵，试错成本高。二是真实本体独一无二，无法物理复制。也就是说数字孪生技术对于造价昂贵、独一无二无法复制的物理实体有天然的应用价值。

比如在工业制造领域，采用数字孪生技术，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，可以预测零部件或产线工作的最佳时间点，也可以提供维护周期的参考依据。数字孪生体也可以提供故障点和故障概率的参考等。

比如在智慧城市领域，数字孪生和5G、智慧城市联系非常密切。借助城市内部署的各类传感器和摄像头，以及物联网技术，这些终端数据可以很快地被提取出来，通过数字化系统采集、计算、分析后传递到云端。城市管理者基于这些数据，可以更好构建数字孪生体，从而高效管理城市。

除了上述领域外，包括数字乡村、水利、电力、轨道交通、重点建筑等很多场景都适合采用数字孪生技术，应用前景非常广阔。

从全球来看，不止有国外美国GE、法国达索、德国西门子这样的全球知名公司，在数字孪生技术研发和应用方面，国内的很多科技企业也在数字孪生技术上有所布局，其中就包括北京智汇云舟科技有限公司（以下简称智汇云舟）。

智汇云舟成立于2012年，是国家级和中关村双高新技术企业、中关村城市大脑产业联盟城市创新共同体发起成员单位、中科院科技创新发展研究院理事单位，北京市“专精特新”企业，专注于创新性的“实时实景数字孪生”技术产品与应用。

公司依托自研实时实景数字孪生引擎，融合建筑信息模型（BIM）、视频监控（Video）、人工智能（AI）及物联网（IOT）等多种技术，不断丰富旗下自研生态，打造了数字孪生PaaS平台、实景孪生虚实融合一体机、解决方案等产品。

凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力各行业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了多个重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、轨道交通、军工、雪亮工程（平安城市）、司法监管、应急指挥、机场、工厂、学校、医院、场馆等全行业场景。

　　审核编辑：汤梓红