为什么需要数字孪生？

假设在节省时间成本的前提下，优化一家工厂的流水线。那么首先要做的则是对工厂进行可视化3D建模，布置实际生产中可能会涉及到的一切：机器、材料、传送带、叉车、推车、工人等。

在实体工厂中，通过对机器的配置，在关键区域布置传感器，使得它能实时传输自身的运作数据至云端并智能处理，在生产节点周围布置监控，便于全链监控生产效能、捕获异常状态和把控整体生产节奏。

这样一来，在物理实体映射到虚拟实体中时，这家工厂流水线的“数字孪生”就诞生了，管理人员随时可以通过电脑屏幕调取监控查看工厂车间实况，与其进行交互、操控视角远近，通过数据模型等工具，分析补货数据、对故障设置进行排查，进一步辅助工厂做好战略决策。

（正力药品·数字车间）

从这样一个传统到智能的常见例子中，我们发现，数字孪生可以应用于全行业领域，如：

·工厂管理（智能制造领域）

·楼宇管理（智慧建筑领域）

·园区管理（智慧园区领域）

·街道规划（智慧街道领域）

·... ...

1.天问一号飞向太空和着陆火星的过程中，需要通过卫星通信传回实时的数据，对其数字孪生模型进行仿真分析，从而判断飞行轨迹和运营状态是否正常。

2.进行复杂的医学手术时，可以对病灶（机体上发生病变的部分）建立数字孪生模型，通过仿真确定合理的手术方案；

3.智慧城市建设过程中，通过对数字孪生技术建立整个城市建筑和各种地下管网的数字孪生模型，可以更有效地对城市进行管理....

对于企业来说，数字孪生是资产和流程的软件表示，用于理解、预测和优化绩效以实现改善的业务成果。数字孪生由三部分组成：数据模型、一组分析或算法，以及知识。

（数字孪生生态系统）

数字孪生生态系统则由基础支撑层、数据互动层、模型构建与仿真分析层、共性应用层和行业应用层组成。图中从下到上所涉及的每个层次都可以在上述案例中体现：

基础设施支撑（机床、叉车等）——数据传感互动（传感器、云端）——模型仿真搭建（3D建模、VR技术、仿真技术）——共性应用及分析（终端数据呈现及预判和自动化决策等）。

整个数字孪生中虚拟实体的生命周期，包括起始决策、设计和开发、验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和退役。物理实体的生命周期包括验证与确认、部署、操作与监控、重新评估和回收利用。

值得注意的是，一是虚拟实体在全生命周期过程中与物理实体的相互作用是持续的，在虚拟实体与物理实体共存的阶段，两者应保持相互关联并相互作用。

二是虚拟实体区别于物理实体的生命周期过程中，存在迭代的过程。虚拟实体在验证与确认、部署、操作与监控、重新评估等环节发生的变化，可以迭代反馈至设计和开发环节。

也就是说，虚拟实体和物理实体互为共存状态，尽管物理实体存在迭代更新，但二者之间的相互作用却是可持续的，因此用户在实际操作中，无需担心数据丢失、链接消散等情况发生。

近年来，汇盒科技高度重视数字孪生技术在全行业领域的应用探索，此前，汇盒与正力药品、宁波市汽车及零部件产业协会、麟湖智谷、启迪控股等政企紧密合作，协助搭建数字孪生项目，并真正帮助他们将数字孪生融入公司的数字化战略中去，且深入到解决方案。

设计上，汇盒对当时的宏观经济大数据和其所在行业、组织和企业的数据进行深度分析和多方位思考，基于提升决策效率的原则，搭建出业务模型框架。

技术上，依托XR/GIS/AI/大数据/云计算/边缘计算等技术，对物理对象特征元信息进行输入，物理抽象生成数字模型，通过仿真分析得到虚拟模型，最终再到输出数字模型。

当前正处于利用信息化技术促进产业变革的时代，数字孪生集合各类新兴技术，将数字世界与物理世界相融合，为工业、园区等传统设备提供完整的生命周期数据，逐渐成为智能制造行业的重要应用趋势。

同时，它也将成为数字化转型的基础设置，推动更智能、更绿色、更安全的可持续发展，这就是为什么我们需要数字孪生的原因。

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