近日，德勤發(fā)布《工業(yè)4.0與數(shù)字孿生——制造業(yè)如虎添翼》報(bào)告。報(bào)告顯示，生產(chǎn)流程數(shù)字化已是大勢(shì)所趨，大量企業(yè)努力尋求有效策略，以期從運(yùn)營(yíng)和戰(zhàn)略層面推動(dòng)價(jià)值的創(chuàng)造。本報(bào)告描述了數(shù)字孿生的定義與創(chuàng)建方式，并探討了其如何驅(qū)動(dòng)價(jià)值創(chuàng)造、現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，以及企業(yè)如何著手部署創(chuàng)建數(shù)字孿生。

定義

數(shù)字孿生在業(yè)界和學(xué)術(shù)界有多種不同的定義。但從根本上講，數(shù)字孿生是以數(shù)字化的形式對(duì)某一物理實(shí)體過(guò)去和目前的行為或流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，有助于提升企業(yè)績(jī)效。數(shù)字孿生以針對(duì)眾多層面持續(xù)、實(shí)時(shí)開(kāi)展的大量物理世界數(shù)據(jù)檢測(cè)為基礎(chǔ)。該等檢測(cè)可通過(guò)數(shù)字化的形式對(duì)某一物理實(shí)體或流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，從而有效反映系統(tǒng)運(yùn)行情況。數(shù)字孿生的真正功能在于能夠在物理世界和數(shù)字世界之間全面建立準(zhǔn)實(shí)時(shí)聯(lián)系，這也是該技術(shù)的價(jià)值所在?；诋a(chǎn)品或流程現(xiàn)實(shí)情況與虛擬情況之間的交互，數(shù)字孿生能夠創(chuàng)造更加豐富的模型，從而對(duì)不可預(yù)測(cè)的情況進(jìn)行更加真實(shí)和全面的檢測(cè)。物理世界中某一生產(chǎn)流程的模型，及其在數(shù)字世界中的數(shù)字化鏡像。該模型呈現(xiàn)了五大驅(qū)動(dòng)要素——物理世界的傳感器和促動(dòng)器、集成、數(shù)據(jù)和分析，以及持續(xù)更新的數(shù)字孿生應(yīng)用程序。以下是對(duì)圖1這些構(gòu)成要素的概括性介紹：

·傳感器——生產(chǎn)流程中配置的傳感器可發(fā)出信號(hào)，數(shù)字孿生可通過(guò)信號(hào)獲取實(shí)際流程相關(guān)的運(yùn)營(yíng)和環(huán)境數(shù)據(jù)。

·數(shù)據(jù)——傳感器提供的實(shí)際運(yùn)營(yíng)和環(huán)境數(shù)據(jù)將在聚合后與企業(yè)數(shù)據(jù)合并，企業(yè)數(shù)據(jù)包括物料清單、企業(yè)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)規(guī)范等。其他類型的數(shù)據(jù)還包括工程圖紙、外部數(shù)據(jù)源連接以及客戶投訴記錄等。

·集成——傳感器通過(guò)集成技術(shù)（包括邊緣、通信接口和安全）達(dá)成物理世界與數(shù)字世界之間的數(shù)據(jù)傳輸。

·分析——數(shù)字孿生利用分析技術(shù)開(kāi)展算法模擬和可視化程序，進(jìn)而分析數(shù)據(jù)，提供洞見(jiàn)。

·數(shù)字孿生——圖1的“數(shù)字化”層面是指數(shù)字孿生本身。該應(yīng)用程序綜合以上所有要素，建立物理實(shí)體和流程的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)字化模型。數(shù)字孿生旨在識(shí)別不同層面偏離理想狀態(tài)的異常情況。

·促動(dòng)器——若確定應(yīng)當(dāng)采取實(shí)際行動(dòng)，則數(shù)字孿生將在人工干預(yù)的情況下通過(guò)促動(dòng)器展開(kāi)實(shí)際行動(dòng)，推進(jìn)實(shí)際流程的開(kāi)展。

實(shí)際流程（或物理實(shí)體）及其數(shù)字虛擬鏡像明顯比簡(jiǎn)單的模型或結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多。當(dāng)然，圖1的模型只是一個(gè)數(shù)字孿生結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)呈現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。應(yīng)用

數(shù)字孿生主要用于復(fù)雜資產(chǎn)或流程建模。將數(shù)字孿生應(yīng)用于部署資產(chǎn)能夠提供深刻洞見(jiàn)，而將數(shù)字孿生應(yīng)用于生產(chǎn)流程則能夠產(chǎn)生功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。復(fù)雜資產(chǎn)或流程會(huì)與周圍的環(huán)境發(fā)生不同形式的交互作用，因此很難在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)開(kāi)展結(jié)果預(yù)測(cè)。數(shù)字孿生的創(chuàng)建可結(jié)合各種不同的實(shí)際情況，以實(shí)現(xiàn)不同目的。例如，數(shù)字孿生有時(shí)會(huì)用于模擬噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和大型礦用卡車等復(fù)雜部署資產(chǎn)，以監(jiān)測(cè)和評(píng)估資產(chǎn)使用過(guò)程中的磨損和壓力承受情況。風(fēng)電場(chǎng)可通過(guò)數(shù)字孿生了解運(yùn)營(yíng)效率低下的原因。除此之外還存在大量其他與部署資產(chǎn)相關(guān)的數(shù)字孿生應(yīng)用情況。