本周，中美的未來科技角力，圍繞華為CFO被捕一事，幕后較量再次升溫。就像飛機在超越聲速之時，需要克服音爆的沖擊一樣，挑戰和超越傳統強國的科技優勢，從中國制造轉型為中國“智造”，正在經歷這個從巨大的防燥防爆中破繭而出的瞬間。華為事件之外，我們忽視了什么，有哪些盲區值得我們關注，有哪些科技短板隱藏著巨大機會，是本文希望探索的話題。

這是我在【物女心經】專欄寫的第103篇文章。

物聯網尚未爆發，卻提先遭受了“音爆”。

音爆，是當飛機突破音速時，產生的一種聲學現象。在飛機達到聲速的瞬間，飛機追上向前傳播的聲波，形成類似駐波的情況，聲波發生干涉自激，所以如同爆炸一般。

本周，中美的未來科技角力，圍繞華為CFO被捕一事，幕后較量再次升溫。就像飛機在超越聲速之時，需要克服音爆的沖擊一樣，挑戰和超越傳統強國的科技優勢，從中國制造轉型為中國“智造”，正在經歷這個從巨大的防燥防爆中破繭而出的瞬間。

華為事件之外，我們忽視了什么，有哪些盲區值得我們關注，有哪些科技短板隱藏著巨大機會，是本文希望探索的話題。

日前，工業軟件公司Aras獲得了高盛7000萬美元的投資，這一事件卻并未引起足夠的重視。如今我們已經進入軟件定義一切的時代，物聯網認知物理世界的第一步，便是將物理世界數字化，也就是為各種硬件抽象出來其數字孿生。這家名為Aras的公司所生產的軟件工具，正是數字孿生的重要使能產品。因此在本文中我將嘗試討論：

為什么這家在國內少有耳聞的工業軟件公司，會獲得高盛7000萬美元的投資？

數字孿生在未來將會如何演進？

數字孿生是物聯網的底層邏輯

在分析這樁投資所蘊含的意義之前，我們先來看看數字孿生（Digital Twin）。

也許有人認為，數字孿生只存在于工業領域，這其實是一種錯誤認知。數字孿生并不局限于特定的行業或者領域，而是貫穿整個物聯網的基礎邏輯。

就像基因刻載了生命的大數據，保存著生命在孕育、生長、繁殖過程中的重要信息，數字孿生猶如設備的“基因”，在數字空間構建了一套表征該設備在設計、研發、工作、迭代過程中的虛擬實體。

數字孿生具有很強的延展性，有些數字孿生只是對單個傳感器或設備的建模和指代，有些數字孿生則是整個智能系統的代言人，展示了系統中的拓撲結構、能源分配和設備實時情況。物理世界中的設備與數字世界中的“孿生”，兩者的關聯不是單向和靜態的，而是時時對應、并貫穿整個產品生命周期的始終。

數字孿生帶來的不僅僅是更便捷的創新實驗、更低廉的試錯成本、更精細的測量、更可靠的預測和更易于復制的經驗，它還升級了人們對于“模型世界”的認知，打開了通過數字世界改造物理世界的窗口。缺少了數字孿生在數字世界中構建的設備“基因”，物聯網就缺失了通過數字世界認知和改造物理世界的底層邏輯，可以說，數字孿生處于物聯網啟蒙的“咽喉”地位。

意大利豪車品牌瑪莎拉蒂生產出了全新一代的Ghibli跑車，通過數字孿生的理念，瑪莎拉蒂對軟件里的數字化模型進行設計和測試，縮短了30%的新款車型設計開發時間，將跑車上市的時間縮短了16個月，同時Ghibli跑車的產量提升了3倍，卻又保持了不變的品質。

看到了數字孿生的廣闊前景，Gartner在最新發布的2018技術成熟度曲線中，將數字孿生置于波峰位置。Gartner認為數字孿生利用物理模型、傳感器采集、運行歷史等數據，在虛擬空間中完成了對現實的映射，實現對物聯網技術的升級。

作為數字孿生的必備管理工具之一，PLM（Product Lifecycle Management）產品生命周期管理軟件發揮著重要作用。PLM中包含CAD計算機輔助設計、PDM產品數據管理、SPDM模擬過程數據管理、CAPP計算機輔助工藝流程規劃等環節，涉及一個產品從設計管理、物料管理、工藝管理、生產管理、維護維修的整個流程。

PLM成為投資的熱門領域

前文提到的工業軟件公司Aras，核心產品就是PLM軟件。Aras是微軟在PLM領域唯一的一家金牌合作伙伴，其產品也是全球首款獲得了美國構型管理協會（Institute for Process Excellence）四星認證的開放式企業級PLM，與西門子Teamcenter比肩。在獲得高盛的7000萬美元投資之前，Aras還獲得了銀湖資本的4000萬美元投資。因此在一年內，Aras獲得的投資數額超過1億美元。

高盛考核被投企業的指標之一，是幾乎肉眼可見產生回報的能力，獲得高盛的投資意味著Aras的“印鈔”本領非同一般。在具體的商業模式上，Aras并沒有照搬“前輩”的慣性思維，而是另辟蹊徑。

Aras采用同類企業中絕無僅有的打法：它的基礎模塊免費、不限制用戶點數，通過增值服務和套件收費，利用PLM軟件用戶粘性較強的優勢，逐步積累了開發者生態和用戶群體的網絡效應，因而最終從西門子、達索、PTC等一眾強大的競爭對手中脫穎而出。

與傳統PLM動輒數百萬、上千萬的初始資金投入形成反差，Aras的軟件僅需十幾萬成本便可起步，從而滿足了中小企業對于產品生命周期管理的需求。成功的商業模式使得Aras成為PLM領域發展最快的公司之一，連續3年Aras的平均增長率都在60-65%之間，客戶群體亦逐步從中小企業轉向通用汽車、寶馬、空中客車等大型企業。

其實Aras只是縮影之一，拉遠放大來看，以之為代表，與數字孿生密切相關的PLM，正在成為投資的熱門領域。Arena、Propel、Jama Software都是在過去兩年中吸引了大量投資的PLM軟件公司。

如果我們將視角進行橫向細化，從不同行業來看，PLM又有各種變身。

比如在芯片領域，EDA（Electronic Design Automation）軟件，可以通過計算機創建的“數字孿生”不斷試錯，以較低的成本設計出合格的芯片產品。目前我國進口額最多的產品不是原油而是芯片，國內EDA設計工具的欠缺已經成為制約中國芯片行業崛起的“七寸命門”，如果缺少了EDA這一必備工具，上千億的芯片都不過是硅土。

在建筑領域，BIM（Building Information Modeling）軟件是建筑物在設計和建造過程中，創建和使用“數字孿生”的工具。BIM建模對于工程師、建筑師、設計師和施工人員來說是一個改變游戲規則的工具，讓各種物理空間在設計和建造的過程中，可以采用通用的思維模式，同時為嘗試無人酒店、綠色建筑等新型運營模式打下基礎。

雖然PLM乃至數字孿生如此重要，但是相關的核心軟件，卻是中國的一大短板。這與我們長期以來，認為硬件是核心的產業鏈思維有關，國內企業普遍不重視軟件這一人類知識的數字化成果，但這個觀念到了“不得不”扭轉的關鍵時刻。

整個世界逐步被軟件定義。一方面，全球各大傳統硬件巨頭，比如蘋果、西門子、波音，都已化身為由軟件驅動的科技公司。另一方面，隨著傳統軟件逐步云化，以SaaS應用的形式對外輸出，版權意識愈發規范。如果構建“數字孿生”的核心軟件這個短板不能補上，中國在物聯網時代，可想而知仍將處于被動位置。

數字孿生的未來之路

最后，我們再來談談數字孿生的未來之路。數字孿生以產品為主線，貫穿了產品生命周期中的不同階段，它在生命周期的不同階段引入不同的要素，形成了不同階段的表現形態，具體包括設計階段、制造階段，以及服務階段的數字孿生。

（圖片源自西門子）

既然數字孿生是為物體植入“基因”，那么這種基因就可以脫離人類的意志，通過計算機自動創建。因此，數字孿生的創建和管理過程，正在逐漸由人工智能來掌舵。

11月29日，PTC作為物聯網領域的風向標之一，宣布收購Frustum，為其CAD產品引入人工智能和衍生設計（Generative Design）能力。

這里對“衍生設計”略作解釋，它是一種模仿自然的進化設計方法。傳統的產品設計是：

全新的衍生設計，則是計算機和設計師一同創造。工程師將設計目標以及材料、制造方法和成本限制等參數，輸入到生成設計軟件中。與拓撲優化不同，該軟件探索解決方案的所有可能排列，快速生成設計備選方案。它能測試并從每次迭代中學習哪些有效，哪些無效。即：

除了建筑結構、平面視覺、消費電子產品等領域，衍生設計還被服裝、珠寶、工業等領域所采用。Under Armour用它設計新款跑鞋，航空巨頭空中客車用它設計放生機艙的隔離結構。

同時，隨著數字孿生的不斷發展，我們與物理世界的互動關系也可能會發生變化。在這種變化的進程中，區塊鏈或將起到重要作用。

以SAP為代表的企業，正在嘗試將區塊鏈與PLM、資產管理等軟件相結合，解決合同與數據分散導致的溝通和管理成本過高、以及創意與應用在不同公司之間流轉的問題。

Gartner預測，到2021年有50%的大型企業都會使用數字孿生。數字孿生意味著企業將要開始實現一種全新的商業邏輯：產業價值的“數字”交付——無論交付物是一件智能設備或產品，還是一座數字工廠，亦或是一條數字化產線。

首當其沖的是，誰被授權獨立應付這份新任務？一家輪胎制造商，在為用戶交付輪胎的時候，必須同時交付一套數字化雙胞胎和支撐軟件。這意味著，在輪胎的合同里面，將會出現軟件交付和數字交付。這是一次商業的變革，拓展了企業傳統信息化的邊界。

數字孿生，未來的發展空間巨大，而我們尚處于變局的原點。目前很多企業都在嘗試利用數字孿生促進產品全生命周期管理，越來越多的案例就發生在我們身邊，美國的灣流宇航公司Gulfstream Aerospace Corporation已經取得了豐富經驗和良好效果。

最后，衷心感謝西門子工業物聯網產品專家李恒在成文過程中對我的大力支持。2019年，物聯網智庫有意舉辦“物聯網+？”巡回研討會，“？=工業軟件”是其中的重要選項，現招募演講者，歡迎聯系智庫小伙伴報名。

本文小結：

1.數字孿生不局限于特定的行業或者領域，而是貫穿整個物聯網的基礎邏輯。它猶如設備的“基因”，在數字空間構建了一套表征設備在設計、研發、制造、迭代過程中的虛擬實體。

2.數字孿生的必備管理工具之一，新型PLM產品生命周期管理軟件正在成為投資與布局的熱點領域。

3.如果構建“數字孿生”的核心軟件這個短板不能補上，中國在物聯網時代，很可能仍將處于被動位置。