數(shù)字孿生是物品或者過程在技術(shù)上的精確虛擬復(fù)制品，它通過數(shù)據(jù)和信息反饋與現(xiàn)實世界中的對應(yīng)物耦合。這是一種設(shè)計和測試方法，正在吸引著越來越多企業(yè)采用。

德勤咨詢公司智能制造部門高級經(jīng)理Kenneth Norton解釋說，數(shù)字孿生的核心是使用基于數(shù)學(xué)或物理學(xué)的模型來模擬或預(yù)測物理世界中對應(yīng)物的可能行為、性能屬性或結(jié)果。他表示：“來自物理產(chǎn)品和系統(tǒng)的傳感器和實時性能數(shù)據(jù)可以用來提供反饋并調(diào)整虛擬模型。”他表示：“商業(yè)化軟件應(yīng)用在計算和可視化方面的能力提升導(dǎo)致了各行業(yè)數(shù)字孿生使用案例激增，因為企業(yè)希望改善其產(chǎn)品、生產(chǎn)過程和端到端供應(yīng)鏈的性能。”

Booz Allen Hamilton管理咨詢公司負責人Sandy Marshall表示，通過創(chuàng)造復(fù)雜的洞察力提高業(yè)務(wù)績效、降低風(fēng)險和更明智的決策，數(shù)字孿生創(chuàng)造了價值，為構(gòu)成我們周圍世界的數(shù)百萬不同數(shù)據(jù)流的高級整合、分析和可視化打開了大門。

數(shù)字孿生日漸成風(fēng)

數(shù)字孿生自美國宇航局在20世紀60年代試行之后出現(xiàn)。Marshall表示：“我們最近開始看到對數(shù)字孿生技術(shù)的興趣在不斷上升。”她觀察到，隨著越來越多的組織利用他們的數(shù)據(jù)進行決策優(yōu)化，供應(yīng)商已經(jīng)開始提供解決方案，推動向數(shù)字孿生的轉(zhuǎn)型。

Marshall表示，支持和維持這種向更廣泛使用的轉(zhuǎn)變將會需要在安全的云環(huán)境中運行的數(shù)字孿生，并且能夠?qū)崿F(xiàn)開放和靈活的開發(fā)。“這將使企業(yè)能夠安全地部署并更快地開始利用數(shù)字孿生的價值，同時繼續(xù)建設(shè)這項技術(shù)并使之逐漸成熟，在更長的生命周期內(nèi)支持更多的整合和用例。”

Capgemini Engineering(工程咨詢公司)執(zhí)行副總裁兼首席軟件官Jani Zhang解釋說，數(shù)字孿生技術(shù)允許企業(yè)更好地模擬產(chǎn)品，在數(shù)字狀態(tài)下設(shè)計和架構(gòu)，從而降低開發(fā)成本。“給數(shù)字孿生添加物理屬性，讓工程師們能夠模擬這些物理屬性對特定環(huán)境或情景的反應(yīng)。”

數(shù)字孿生的起步

對于缺乏必要的內(nèi)部知識的組織來說，成功建立數(shù)字孿生戰(zhàn)略的第一步是找到具有適當專業(yè)知識的合作伙伴。Marshall表示：“以這里為起點，確定你當前的需求，例如你的用例和用戶是一個很好的開始。”“掌握你的用例將使你能夠證明投資回報率并讓利益相關(guān)方參與進來。”

Norton表示，開始使用數(shù)字孿生技術(shù)的最佳方式是確定具體的改進機會。潛在的用戶應(yīng)該有結(jié)果預(yù)期以及要實現(xiàn)的商業(yè)價值。他解釋稱：“評估可用的數(shù)據(jù)集和對整個組合的預(yù)期結(jié)果進行建模的能力，可以為具體合作伙伴或技術(shù)供應(yīng)商選擇以及推進的邏輯順序提供信息。”

Norton補充表示，在數(shù)字孿生技術(shù)方面表現(xiàn)出色的組織通常都采用了一種共同的模式，即采用了強大的基礎(chǔ)技術(shù)，如產(chǎn)品生命周期管理和制造執(zhí)行系統(tǒng)，這些技術(shù)提供了數(shù)字孿生技術(shù)需要的、企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)集。

工作中的數(shù)字孿生

Marshall表示，數(shù)字孿生提供了一個機會，能夠給產(chǎn)品開發(fā)帶來積極的影響。“例如，可以在產(chǎn)品或過程的整個生命周期內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明以及所有利益相關(guān)方之間的協(xié)作。”

Norton表示，數(shù)字孿生技術(shù)加快了產(chǎn)品開發(fā)，同時縮短了上市時間并提高了產(chǎn)品性能。使用計算機輔助設(shè)計和先進模擬技術(shù)設(shè)計和開發(fā)產(chǎn)品的能力也可以促進協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，設(shè)計出市場優(yōu)勢并減少設(shè)計流失。“此外，開發(fā)一個集成數(shù)字線路可以實現(xiàn)整個產(chǎn)品生命周期的數(shù)字孿生，通過利用來自制造和現(xiàn)場的反饋，進一步改善產(chǎn)品的設(shè)計和性能。”

Marshall表示，在前期使用數(shù)字孿生和生成式設(shè)計可以使產(chǎn)品設(shè)計更有依據(jù)，讓團隊能夠根據(jù)經(jīng)過排序的需求生成各種可能的設(shè)計，然后對提出的設(shè)計進行模擬。她補充表示：“在產(chǎn)品使用周期內(nèi)使用數(shù)字孿生，可以讓他們從現(xiàn)場用戶那里獲得數(shù)據(jù)反饋，從而更好地進行開發(fā)。”

數(shù)字孿生投資應(yīng)始終以推動商業(yè)價值為目標。Jani Zhang建議說：“用例必須定義清楚，并有可衡量的關(guān)鍵績效指標來證明其價值。”“一旦價值得到了證明，就需要領(lǐng)導(dǎo)層的支持來確保概念驗證能夠規(guī)模化推廣，真正實現(xiàn)投資回報。”她補充表示，典型的錯誤包括在沒有明確成功定義而且未能證明潛在商業(yè)價值的情況下進行過多的概念驗證項目。

數(shù)字孿生帶來的競爭優(yōu)勢

Jani Zhang表示，數(shù)字孿生技術(shù)如果操作和實施得當，可以給采用者帶來巨大的競爭優(yōu)勢。然而，她警告說，雖然許多行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者正在接受這種方法，但是其他許多人仍然不以為然、猶豫不決或者袖手旁觀。Zhang指出，“這是由于各種障礙造成的，例如投資回報率實現(xiàn)滯后或者公司文化。”“在這些情況下，數(shù)字孿生的益處沒有充分實現(xiàn)。”