近年來，工業(yè)4.0席卷全球，在中國更是形成了一股颶風，成為了很多企業(yè)在轉型升級中寄以重望的“神丹妙藥”。在深入研究工業(yè)4.0后，筆者突發(fā)奇想，假如將德國、美國、日本這些國家看成一個個公司，將幾次工業(yè)革命看成公司發(fā)展史上的重要節(jié)點，以企業(yè)家的視角研究工業(yè)4.0的發(fā)展，剖析這些工業(yè)革命為什么會發(fā)生在這些國家而不是其他國家?探尋出其中的規(guī)律，或許對我們正處于轉型困境中的中國企業(yè)具有很好的啟迪價值。

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翻譯自unity官網

我們可以來考慮實現(xiàn)數(shù)字孿生所需的所有技術。首先，構成原始設計BOM的CAD圖紙和產品數(shù)據(jù)組成了數(shù)字孿生的開始。在生產過程記錄中，“已完成”的信息隨時都可以發(fā)生替換或更改。其次，在生產制造或者在現(xiàn)場的傳感器能夠將信息回流到數(shù)字孿生中。最后，企業(yè)將所有這些數(shù)據(jù)用于更新“已服務”信息。以上只是簡單的描述了數(shù)字孿生的流程。而這個過程，如果沒有云技術的力量，組成數(shù)字孿生的傳感器、設計文檔和服務記錄將是不可能的。

盡管前景被看好，但數(shù)字孿生的技術和實現(xiàn)仍處于起步階段。凱捷咨詢的一項研究報告稱，在已經開始正式數(shù)字化轉型的70%的公司中，只有5%的公司對自己的進展感到滿意。Gartner的一項調查發(fā)現(xiàn)，54%的受訪者表示，大多數(shù)數(shù)字孿生只服務于一個領域(團隊、部門或合作伙伴)，有時也只服務于多個領域。

然而，情況并不總是如此。許多市場研究公司預計，數(shù)字孿生將是未來制造業(yè)的關鍵。Gartner估計，到2020年，將會有超過200億個連接的傳感器和端點，而潛在的數(shù)十億個事物將會有其對應的數(shù)字孿生體。IDC預測，到2020年，60%的制造商將使用數(shù)字孿生來監(jiān)控產品和資產性能，并提高產品質量。60%的跨國公司將利用數(shù)字孿生來提供特殊的客戶體驗。

此外，預測到2025年，數(shù)字孿生市場預計將超過200億美元。市場增長歸功于IoT / IIoT的采用，互聯(lián)設備的普及以及廉價IoT傳感器的可用性。此外，不斷減少的上市時間（TTM）、優(yōu)化流程、監(jiān)控性能以及檢查產品和系統(tǒng)狀況的需求不斷增長，這為數(shù)字孿生市場的增長做出了貢獻。

在預測期內，亞太地區(qū)數(shù)字孿生市場將以30％以上的復合年增長率增長。在該地區(qū)，不斷增長的互聯(lián)網普及率，智能設備的普及以及IoT / IIoT的日益普及正在觸發(fā)數(shù)字孿生市場。根據(jù)中國互聯(lián)網絡信息中心（CNNIC）的數(shù)據(jù)，截至2017年12月，中國的互聯(lián)網用戶數(shù)量達到7.72億，比2016年底增加了4,074萬。大數(shù)據(jù)分析，AI，ML，AR，VR和MR等先進技術的出現(xiàn)為數(shù)字孿生技術的不斷發(fā)展提供了支持。這有助于各企業(yè)提高其運營效率、產品性能并降低間接成本。AR，VR和MR提供了身臨其境的體驗，以可視化從傳感器獲得的數(shù)據(jù)中獲取的見解，并使用大數(shù)據(jù)分析對其進行處理。

揭開數(shù)字孿生迷霧

問題是，仍然有許多公司對于數(shù)字孿生是什么、它所真正帶來的好處以及如何利用數(shù)字孿生幫助公司業(yè)務提升沒有一個清晰的認知。盡管MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）是數(shù)字孿生的第一種形式，但是IoT（物聯(lián)網）和工業(yè)4.0概念的發(fā)展則為如何更好的利用實時數(shù)據(jù)和優(yōu)化生產開辟了另一種可能性。

虛擬與現(xiàn)實

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圖源PTC官網

要啟用工業(yè)4.0制造解決方案，需要在設備、數(shù)據(jù)、連接、流程和人員的集成結構中提供完整的，上下文相關的實時數(shù)據(jù)。數(shù)字孿生將所有數(shù)字信息可用的不同資產和技術結合在一起。它依靠虛擬的和真實的“信息物理”。信息物理系統(tǒng)（CPS）由智能傳感器、產品和原材料組成。網絡物理生產系統(tǒng)（CPPS）是智能機器，它能夠交付生產最終產品所需的過程。CPS和CPPS將虛擬和真實存在于一個實體中。

2002年，邁克爾·格里夫斯（Michael Grieves）博士提出了數(shù)字孿生的概念，它具有真實空間和虛擬空間，并且它們之間有數(shù)據(jù)在兩者間傳遞。2017年，他繼續(xù)與John Vickers撰寫論文，題為“在復雜系統(tǒng)中使用數(shù)字孿生”，即“數(shù)字孿生：減輕復雜系統(tǒng)中不可預測的突發(fā)事故。”這是我們在制造工廠中想要的。（本文由effiar小可愛整理上傳，在此鳴謝effiar以及effiar小可愛）