近年來，數(shù)字孿生這個詞不斷出現(xiàn)在公眾視野中，尤其是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生不斷出現(xiàn)在各行各業(yè)。乍一看，這個概念還是比較生僻的。什么是數(shù)字孿生？

首先，我們來看一下數(shù)字孿生的定義，“數(shù)字孿生應(yīng)用白皮書”是這樣說的：

“數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實體或過程的數(shù)字化表達，該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂，并提供物理實體或流程過程的整個生命周期的集成視圖，有助于優(yōu)化整體性能。”
簡單翻譯一下，數(shù)字孿生就是在虛擬數(shù)字空間中映射現(xiàn)實世界中的事物，構(gòu)建物理實體的“數(shù)字克隆體”，實現(xiàn)對現(xiàn)實場景或?qū)ο蟮挠成涑尸F(xiàn)、分析優(yōu)化、診斷預(yù)測等。基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。

構(gòu)建數(shù)字孿生的三個步驟
在閱讀了大量的資料和資料后，對數(shù)字孿生的構(gòu)建和應(yīng)用進行了粗略的總結(jié)，可分為三個步驟：復(fù)制、構(gòu)建和應(yīng)用。

復(fù)制：現(xiàn)實空間的數(shù)字化重建

首先，利用空間采集設(shè)備準(zhǔn)確復(fù)制現(xiàn)實空間，通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物理空間與數(shù)字空間的虛擬現(xiàn)實互動。在此過程中，將收集和傳輸結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)等與現(xiàn)實空間相關(guān)的數(shù)據(jù)。，為后期模型的構(gòu)建和優(yōu)化做準(zhǔn)備。

構(gòu)建：數(shù)據(jù)驅(qū)動模型學(xué)習(xí)優(yōu)化

當(dāng)真實空間和物理實體被數(shù)字化復(fù)制時，相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)上傳到云端。數(shù)據(jù)清理處理后，可以結(jié)合處理后的數(shù)據(jù)，利用相關(guān)技術(shù)能力構(gòu)建數(shù)字孿生模型，并不斷驗證和優(yōu)化。

應(yīng)用：功能開發(fā)及實際應(yīng)用

模型構(gòu)建后，就是具體的應(yīng)用。在這個階段，具體的功能開發(fā)和應(yīng)用將結(jié)合具體的應(yīng)用場景和行業(yè)特點進行，如工廠車間的預(yù)測性維護、道路交通的模擬規(guī)劃等。

應(yīng)用價值的數(shù)字孿生
說到這里，數(shù)字孿生究竟有什么用呢？具體可應(yīng)用于哪些場景或行業(yè)？下一步就一一回答。

航空航天預(yù)測模擬:航空航天作為科技的前沿應(yīng)用領(lǐng)域，可以說是數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用最早的起源。在1969年美國阿波羅項目中，美國國家航空航天局（NASA）“物理雙胞胎”是最早的數(shù)字孿生技術(shù)的雛形，通過制造兩個完全相同的航天器來形成。隨著技術(shù)的迭代發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天產(chǎn)品的研發(fā)、故障檢測和系統(tǒng)控制。

數(shù)字孿生工廠:數(shù)字孿生技術(shù)可以說是工業(yè)生產(chǎn)的寵兒，可以實現(xiàn)資源配置和智能生產(chǎn)，顯著提高生產(chǎn)效率。數(shù)字孿生工廠意味著將實體工廠轉(zhuǎn)移到虛擬空間，實時獲取工廠數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工廠的實時監(jiān)控；同時，還可以模擬生產(chǎn)過程，優(yōu)化生產(chǎn)過程；智能決策和預(yù)測分析也可以通過數(shù)據(jù)分析來支持...可以說，數(shù)字孿生技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中非常有效。

智能交通模擬:數(shù)字孿生在智能交通行業(yè)的應(yīng)用，主要是通過大數(shù)據(jù)分析、人工智能AI、交通模擬技術(shù)等方式，將實時收集的交通數(shù)據(jù)納入建立的交通模型體系，實現(xiàn)真實路面交通與虛擬環(huán)境的深度融合，如車流變化模擬演繹或交通信號燈變化模擬，有助于更好地規(guī)劃交通路線，為管理部門優(yōu)化交通管理調(diào)度提供技術(shù)支持。

建設(shè)智慧城市:利用數(shù)字孿生技術(shù)，可以在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中建設(shè)一個與物理世界相對應(yīng)的孿生城市，通過數(shù)據(jù)全球識別、精準(zhǔn)狀態(tài)感知、實時數(shù)據(jù)分析等方式實現(xiàn)城市模擬、監(jiān)控和控制，解決城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理和服務(wù)過程中的諸多問題。

綜上古河云科技所述，數(shù)字孿生已廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、智慧城市、智能交通、能源等主要行業(yè)。數(shù)字孿生作為虛擬仿真的重要領(lǐng)域，正以其強大的能力在各個行業(yè)創(chuàng)造前所未有的創(chuàng)新。

審核編輯 黃宇