導讀：眾多企業管理者都將“數字化轉型”視為戰略核心，那么“數字化轉型”應該已經有了一個清晰的概念才對，但實際上卻并非如此。經過筆者多方收集，似乎大家對“數字化轉型”都有自己的理解。數字孿生具有多種定義并且已經發展出來了多種應用情形。近年來國內外對數字孿生的研究取得了不少進展，市場上有一些基于既有數字孿生概念發展出來的多元化“進階”數字孿生體。

作者：趙敏 寧振波

來源：大數據DT（ID：hzdashuju）

內容摘編自《鑄魂：軟件定義制造》

作者選取了四家軟件公司、兩家咨詢機構和一家高校的觀點介紹給讀者，如表5-1所示。

01 西門子

西門子公司提出了“綜合數字孿生體”的概念，其中包含數字孿生體產品、數字孿生體生產和數字孿生體運行的精準的連續映射遞進關系，最終達成理想的高質量產品交付，如圖5-16所示。

▲圖5-16 綜合數字孿生體的連續映射遞進關系

02 達索

“3DEXPERIENCE孿生體”是達索公司給出的一個數字孿生體的新概念，著重強調體驗一致性、原理一致性、單一數據源、宏觀與微觀統一。物理孿生體與3DEXPERIENCE孿生體在功能/性能/邏輯上相互對應。

以開發飛機為例，如經過數字驗證，3DEXPERIENCE孿生體飛機能飛，物理實體飛機就能飛；如研究給病人打退燒針后是否退燒，可給3DEXPERIENCE孿生體虛擬打一針，其產生的效果，應與真實世界一致。如圖5-17所示。

▲圖5-17 3DEXPERIENCE孿生體

03 PTC

PTC公司對數字孿生體的研究側重于“數字孿生體+增強現實（AR）技術”，讓數字孿生體更具有真實感和工作場景感。

例如在客戶購車現場，可以利用AR技術在真實車輛的旁邊，放置幾乎一模一樣的數字孿生體“轎車”，讓客戶來參觀、評估和體驗，甚至在該“轎車”上加載具有高度真實感的虛擬氣流，動態顯示高速行駛時車身上的空氣動力學氣流“實況”。還可以按客戶要求，給數字孿生體轎車換車身顏色、車輪顏色或輪轂式樣。如圖5-18所示。

▲圖5-18 數字孿生體轎車的空氣動力學氣流“實況”

04 ESI

ESI公司認為，從虛擬孿生到混合孿生，是一個逐漸發展的過程。虛擬孿生與數字孿生是有不同內涵的。由物理基礎模型構建的虛擬孿生（數學模型/因果模型/降階模型等），與由真實數據分析和機器學習構建的數據驅動的數字孿生（機器學習模型/經驗模型等），二者疊加，構成了混合孿生。如圖5-19所示。

▲圖5-19 混合孿生模型的基本構成

ESI認為，混合孿生解決方案通過聯接當前物聯網（IoT）的信息和過去大數據的信息，并結合未來可能的演繹（更新和推斷的虛擬原型），使企業能夠虛擬地提供預測性維護并優化產品的輔助運營。

例如，因為氣流強度和方向的高度不確定性，風力發電很難預測和管理。ESI做了一個海上“風孿生”（WindTwin）項目，其中，風電設備將其狀態實時地傳達給維護站，維護站的“風孿生”模型能夠根據當下發電結果調整運行參數、提出警告并預測任何失效或損壞。

05 北京航空航天大學

北京航空航天大學陶飛教授給出了數字孿生“五維模型”和新內涵：數字孿生=物理實體+數字實體+服務+孿生數據+連接，即DT={PE, VE, Ss, DD, CN}，除物理實體以外，其余4個都可以用各自的模型來描述，五個維度的模型與數據彼此交互，迭代優化。如圖5-20所示。

▲圖5-20 數字孿生的“五維模型”

關于作者：趙敏，走向智能研究院執行院長，中國發明協會常務理事，發明方法研究分會會長，正高工。工信部CPS發展論壇副秘書長，中國制造企業雙創發展聯盟專家委員會委員，中國工業技術軟件化產業聯盟（中國工業APP聯盟）專家委員會委員，國家工業信息安全專家咨詢委員會委員，U-TRIZ創始人。

寧振波，教授，中國航空工業集團信息技術中心原首席顧問，中國船舶獨立董事。參加多型飛機研制。國家科技進步二等獎獲得者。參與編制數字化、智能化制造系列叢書。發表相關制造業學術論文數百篇。也是多個行業、企事業單位的外聘專家。

本文摘編自《鑄魂：軟件定義制造》，經出版方授權發布。