“数字双胞胎” 作为一个概念，已经存在了一段时间。美国密歇根大学的迈克尔·格里夫斯 (Michael Grieves) 2002年在一份白皮书中写道。美国国家航空航天局 (NASA) 长期以来一直在使用数字双胞胎进行太空任务，因为一旦设备离开我们的星球，他们 (显然) 就无法对其进行物理访问。仿真和可视化技术已经使用了数十年。然而，直到最近，数字双胞胎才抓住了企业的想象力。

物联网设备的激增，收集和管理大数据的能力以及复杂的分析和预测技术的出现，现在正在推动采用数字双胞胎。Gartner将数字双胞胎评为2017十大战略技术，激发了企业的想象力。从那里开始，这是一个成长的故事。

什么是数字双胞胎？为什么它们很重要？高管们为什么要注意他们？让我们探索一下。

揭开他们的神秘面纱

首先，数字双胞胎是一个概念，而不是单一的产品或技术。多种技术，3D仿真，IOT，4G/5G，大数据，区块链，边缘和云计算以及人工智能汇聚在一起，使这一概念成为现实。

核心原则是，对于物理实体或资产，虚拟世界中存在数字等价物。随着我们周围的世界都装有传感器，现在可以以数字形式复制物理特性和特性。实际上，任何物理实体或资产，汽车，飞机，整个工厂甚至人类，都可以使传感器将信息实时传输到其数字双胞胎。反过来，数字双胞胎为物理双胞胎提供了优化的机会。

物理孪生和数字孪生之间的实时双向通信和同步，为企业提供了各种预测和诊断机会。

它的好处

数字双胞胎旨在加强设计-执行-更改-退役生命周期。自然，从概念化到退役，数字双胞胎在产品生命周期中找到了一席之地。广义上，数字双胞胎有三种类型-产品双胞胎，生产双胞胎和性能双胞胎 (西门子流行的术语):

产品双胞胎: 设计实物资产是产品生命周期的一个复杂而广泛的阶段。尽管设计世界已经从2d蓝图发展到独立的3d模拟，但研发仍然受到有限合作的限制。测试原型需要高水平的人类专业知识，以防止由于错误而造成的损失。此外，现实世界中不希望的/意外的行为意味着回到绘图板上并对设计进行昂贵的更改。

双胞胎的概念对软件研发并不陌生-可以轻松，廉价地剥离多种环境以模拟场景。数字双胞胎将为硬件/物理研发带来相同水平的灵活性。借助Digital Twins，组织可以与用户组协作设计模型并模拟各种测试条件。无需担心成本超支和需要经验丰富的专业人员，可以将原型进行建设性和破坏性测试。研发成本不仅在虚拟沙箱环境下下降，最终产品的质量也得到了改善。

生产双胞胎: 运营的顺利运行对任何企业都是至关重要的。尽管进行了数字化转型，但许多运营和制作过程仍处于孤岛状态，无法提供制作乐团的完整情况。在许多移动部件中，物理实体通常就是这种情况。关键信息，例如部件之间的冲突和冲突，在数字世界中不会捕获。当几十个变量影响生产过程时，模拟和控制所有情况是人类不可能的。

Digital Twins除了提供对零件和组件的见解外，还有潜力使人们能够看到生产环境的大型互连-整个过程，工厂甚至一个城市。通过启用虚拟生产单元的模型，Digital Twins利用实时数据和技术来优化生产流程，以供运行单元的人员使用。现在，人类可以提出假设问题并模拟其影响，而不会破坏生产环境的稳定。对使用状态的任何更改都会反映在数字双胞胎中-对于经历频繁的零件和配置更改的系统，解决了一个长期的操作问题。

表演双胞胎: 不必要的停机、故障或损坏是每个企业的噩梦。5M的任何方面-人，机器，材料，方法和管理-都可能导致不希望的结果。最终结果？许多行动在知识管理不善的情况下与消防斗争。在缺乏详细的根本原因分析程序的情况下，即使及时了解发生了什么也成为一项艰巨的任务。

在数字双胞胎中，来自传感器和操作环境的物理属性和数据与复杂的预测算法相结合。数字双胞胎可以帮助企业从 “已经发生的事情” 转变为预测 “可能发生的事情” 的状态。数字双胞胎还充当知识管理框架，存储历史状态和性能，预测的未来状态和设计信息。有了数字双胞胎，企业渴望拥有强大的疑问 (过去) 和最高级预测 (未来) 能力。

行业展望

考虑到这些好处，首席信息官们正在将数字双胞胎作为其物联网投资货币化的关键框架 (Forrester research)。在过去的几年中，数字双胞胎一直在著名的行业分析师和研究人员报告中占据主导地位。各种市场研究数据预测，数字孪生细分市场的复合年增长率为38%，到2025年将达到323.6亿美元。

自然，航天、国防和汽车等物联网渗透率较高的行业处于部署数字双胞胎的前沿。意识到潜力，其他领域，如制造业，能源和公用事业，基础设施，电信，医疗保健甚至农业，正在为其行业4.0计划构建数字双胞胎用例。

数字双子城正被用来模拟灾难响应和规划，外科医生在皮肤上切开切口之前正在对数字心脏进行操作，基础设施网格正在使用数字幽灵 (数字双胞胎的衍生产品) 来识别和修复漏洞。随着现实世界和虚拟世界的融合，未来的有趣时刻。