（文章來源：雷鋒網）

Gartner十大被期待的技術之一，工業互聯網皇冠上的明珠，數十億市場規模，由工業場景邁向城市，GE、西門子、微軟、阿里巴巴重點布局——這就是數字孿生（Digital Twin）的基本面。2019年以來有兩次A股熱炒的概念，一是邊緣計算，另一個就是數字孿生，多支相關股票出現漲停。尤其是當波音737MAX8型飛機出現嚴重墜毀事故以及法國巴黎圣母院被焚毀，圍繞數字孿生技術的討論更是掀起高潮。

從資本投入力度上看，中國智慧城市技術相關投資達到 208 億美元（僅次于美國）。而數字孿生城市的提出，無疑為智慧城市建設注入了新的活力：帶動相關產業的技術研發投入，促進地方政府加大對智慧城市的建設投資。目前來看，大廠入局，工業場景啟用，但整體賽道還略顯稚嫩，各路玩家仍處在探索自己技術和商業法則的建立階段，遠遠沒到到實力PK的競爭期。

畢竟，這一概念被引進國內才幾年時間，距離廣泛應用還比較早期，智慧城市主賽道是城市大腦及各種城市級應用，包括數字政府。數字孿生將會是一塊有著巨大利益點的蛋糕，非常之誘人。數字孿生這一概念誕生在美國，時間在2002年，提出者是密歇根大學教授Dr. Michael Grieves。

他在一篇文章中首次提到“Digital Twin”，并認為通過物理設備的數據，可以在虛擬（信息）空間構建一個可以表征該物理設備的虛擬實體和子系統，并且這種聯系不是單向和靜態的，而是在整個產品的生命周期中都聯系在一起。而將這種理念付諸實踐的則是NASA，比如為其阿波羅計劃開發了兩種相同的太空飛行器，以反映地球上太空的狀況，進行訓練和飛行準備。

洛克希德·馬丁公司視數字孿生為未來國防工業6大頂尖技術之首，美國GE（通用）公司已為每個引擎、每個渦輪、每臺核磁共振創造了一個數字孿生體，通過這些擬真的數字化模型，在虛擬空間調試、實驗，以讓機器的運行效果達到最佳。此前，Gartner發布了2019年十大戰略性技術趨勢，這些趨勢并非概念技術，而是已經有了決定性的突破，將發展成更廣泛的應用，其高度波動性在未來五年內達到臨界點。

這些趨勢中包括人工智能、數字孿生、邊緣計算、量子計算、沉浸式技術、區塊鏈、智能空間等，同時這些技術之間的聯系越來越緊密。Gartner Fellow兼副總裁David Cearley認為，無處不在的智能設備提供各種基于大數據的貼心服務，將是科技的未來。Gartner稱之為Intelligent Digital Mesh。何為數字孿生？ 以虛控實的仿真過程對于工業互聯網行業的人士來說，數字孿生一詞已經是老生常談。

根據國際統一的定義，數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。理解下來，數字孿生是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

工業互聯網是絕對的第一大場景，比如機器安裝、產線安裝，建立一個生產環境的虛擬版本，整個環境都是要用數字化的方式來描述。這迎合的是工業互聯網的產業數字化大背景。在該技術之下，工程師不僅能看到產品外部變化，更使內部零件動態的觀察成為可能。例如，通過數字3D模型，我們可以看到汽車在運行過程中發動機內部的每一個零部件、線路、各種接頭的每一次變化，從而可以對產品進行預防性維護。

目前主流的西門子、GE、施耐德等廠商早已在使用這套技術來優化工業流程。一直以來，有個“工業領域 1%的革命”說法：生產效率提升1%，成本減少300億。這可以通過GE公司的 245000美元的故事說起。

在GE的工廠里，發電廠的汽輪機推力軸承改變了位置，使汽輪機的軸向位移從-0.29 mm變為-0.445mm。這個移動量等于單個睫毛的寬度，并且仍在安全的操作參數范圍內。但是，汽輪機要承受極端的溫度、壓力和作用力，即使微小的變化也可能造成巨大的損失。

但是在沒有干預的情況下，止推軸承將繼續移動，軸向位移繼續移動。等到工廠控制中心響起警報并發現偏差時，損壞已經造成：渦輪機必須脫機、零件將需要更換、電力生產數據將丟失。電力生產商的總成本是 245000美元。幸運的是，對于電力生產商來說，這是他們不必支付的成本。位于巴黎的GE 數字工業管理服務中心的工程師使用汽輪機的“數字孿生系統”觀察到了偏差，并進行了提前預測，確保巨大損失無從發生。

截至2018年，GE已經擁有120萬個數字孿生體，可以處理300000種不同類型的設備資產。此外，據Gartner稱：“到2021年，一半的大型工業公司將使用數字孿生，從而使這些組織的有效性提高10%。”細想，這將是巨大的開支節省，也相當于是變相盈利了。在國內，樹根互聯、研華科技、軟通動力等均在布局。
（責任編輯：fqj）