數(shù)字孿生實現(xiàn)“融合發(fā)展”

石菲

“人間的一切繁華只不過是原子的翩翩起舞。”——諾貝爾化學(xué)獎獲得者M(jìn)artin Kaplus。

我們每次做決策的依據(jù)是什么？經(jīng)驗還是直覺，當(dāng)過往經(jīng)驗不足以支撐時，要不要扔橡皮看看運(yùn)氣？

值得慶幸的是，也許在不久的未來，我們就可以實現(xiàn)百分之百的科學(xué)決策。

現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展迅猛的數(shù)字孿生會進(jìn)入企業(yè)運(yùn)營、營銷、服務(wù)，甚至我們生活中的每個環(huán)節(jié)。

數(shù)字孿生可以擺脫物理空間、距離的限制，在數(shù)字虛擬空間對現(xiàn)場進(jìn)行評估、分析，并采取策略持續(xù)改善實施過程。換句話說，在虛擬世界里面，采用數(shù)字孿生技術(shù)，可以構(gòu)建出整個環(huán)境，開展各種各樣的嘗試操作、場景分析，并且進(jìn)行快速驗證。

如果說電腦把我們帶到互聯(lián)網(wǎng)世界的窗口，智能手機(jī)猶如打開了互聯(lián)網(wǎng)世界的大門。未來，通過數(shù)字孿生，數(shù)字世界和物理世界將會不斷進(jìn)行融合，當(dāng)賽博空間與物理空間完美融合，世界可能會讓你大吃一驚。

缺失的數(shù)據(jù)

首先，融合后的世界知識迭代速度會非常迅速。試想一下，當(dāng)一切都可以被計算、被推演，錯誤的理論很快就可以被否定，知識的更新和傳承都會變得更加有效。

其次，多學(xué)科縱橫交叉的知識連在了一起，所產(chǎn)生的變化更是讓我們受益匪淺。

比如五年前達(dá)索公司和新加坡政府一起，對整個新加坡進(jìn)行了數(shù)字孿生。每一棟建筑、每一條道路、甚至每一顆樹都可以在數(shù)字世界中一一對應(yīng)。“數(shù)字孿生中，每一個房間都有一個特定的ID，對應(yīng)的數(shù)據(jù)包括房間面積多大，里面住了多少人，位置在哪里等，這樣我們就知道整個城市里面住了多少人?！?達(dá)索系統(tǒng)渠道技術(shù)總監(jiān)、達(dá)索中國大學(xué)校長馮升華說。

新加坡的數(shù)字孿生項目對建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了數(shù)字化，可以對火災(zāi)時人員的逃生情況進(jìn)行仿真模擬，從而有效組織人員逃生，減少人員傷亡。

“當(dāng)我們做出整個城市的模型，就可以進(jìn)行很多的仿真和優(yōu)化。但這需要大量的數(shù)據(jù)，比如要想實現(xiàn)城市交通效率的提升，我們就必須知道每一條道路上的車輛行駛情況，每一個紅綠燈是怎么設(shè)置的，甚至包括學(xué)校、醫(yī)院幾點下班等等?！?馮升華說。

遺憾的是，我們現(xiàn)在掌握的數(shù)據(jù)還不夠多。

對此，電子工業(yè)出版社總編輯劉九如曾經(jīng)表示企業(yè)不僅需要從頂層設(shè)計開始構(gòu)建“數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”，并且需要打磨出推動企業(yè)快速發(fā)展的“大數(shù)據(jù)輪子”，正如蘋果生態(tài)系統(tǒng)中的云服務(wù)、應(yīng)用商店、用戶數(shù)據(jù)形成完整而快速的數(shù)據(jù)循環(huán)；也正如亞馬遜的產(chǎn)業(yè)鏈，從產(chǎn)品選擇、價格制定、市場推廣到客戶服務(wù)，都處于亞馬遜的“數(shù)據(jù)飛輪”之中。所謂“數(shù)據(jù)飛輪”就是只要能夠利用客戶數(shù)據(jù)為第三方開發(fā)出增值服務(wù)，就能持續(xù)地、免費(fèi)地為客戶提供更多服務(wù)；而更多的服務(wù)將產(chǎn)生更多的客戶行為數(shù)據(jù)，利用這些新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)又能為第三方提供新的增值服務(wù)，這個正向反饋的循環(huán)，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)“飛輪效應(yīng)”。判斷一個企業(yè)內(nèi)部是否形成了‘?dāng)?shù)據(jù)飛輪，要看企業(yè)的產(chǎn)品、渠道、基礎(chǔ)設(shè)施、贏利模式等基本模塊是不是都有數(shù)據(jù)的支撐。

融合物理世界與數(shù)字世界

數(shù)字孿生是一個多維結(jié)構(gòu)，包含了多學(xué)科信息，比如仿真信息、系統(tǒng)工程相關(guān)信息等。在數(shù)據(jù)問題解決后，我們依然還要解決很多問題。

中國兩化融合服務(wù)聯(lián)盟秘書長周劍將中國制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型依然面臨的挑戰(zhàn)總結(jié)為三點。首先是數(shù)字化轉(zhuǎn)型亟需突破設(shè)備終端全面連接的瓶頸。現(xiàn)在的設(shè)備數(shù)字化率約為47%，而聯(lián)網(wǎng)率只有40%。即便是有了底層的聯(lián)網(wǎng)，向上打通的也只有20%左右，底層OT跟IT的融合仍然是極其核心的基礎(chǔ)性問題。其次是企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)全面集成管控水平不高，跨企業(yè)協(xié)同難度較大。目前企業(yè)的綜合集成管控水平比較低，內(nèi)部的管控都難以一體化，有效上云就更難，或者上云以后無法進(jìn)行資源綜合優(yōu)化配置，導(dǎo)致很多云平臺的作用很難發(fā)揮完全。最后是工業(yè)技術(shù)軟件化能力不足，工業(yè)APP供給能力亟待提升。企業(yè)需要將生產(chǎn)技術(shù)與數(shù)據(jù)科學(xué)進(jìn)行融合，轉(zhuǎn)化為可以快速迭代、柔性共享的工業(yè)APP。

在這些問題得不到有效解決之前，數(shù)字孿生技術(shù)能發(fā)揮的價值只是其最大價值的一部分，而當(dāng)制造企業(yè)補(bǔ)足了這些短板之后，數(shù)字孿生技術(shù)會進(jìn)一步帶動工業(yè)企業(yè)的融合發(fā)展。

目前，數(shù)字孿生技術(shù)被大量應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)，比如模擬汽車進(jìn)水或撞擊過程，以改善產(chǎn)品性能。而隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將連接對象延伸到整個工業(yè)系統(tǒng)，在極大提高工業(yè)產(chǎn)品各環(huán)節(jié)工作效率的同時，工業(yè)制品的全生命周期都可以在數(shù)字世界被虛擬出來。除了我們最熟悉的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，企業(yè)運(yùn)營決策過程的每一步都可以被虛擬化。

因此，隨著從底向上的數(shù)字孿生系統(tǒng)的不斷成熟，從單元技術(shù)級到設(shè)備級，從產(chǎn)線級到車間和工廠級，數(shù)字孿生系統(tǒng)將成為實現(xiàn)“融合發(fā)展”較為現(xiàn)實的實現(xiàn)路徑。另一方面，在全球化趨勢下，企業(yè)的供應(yīng)鏈不斷延長，也更加智能。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型道路上，智能供應(yīng)鏈會發(fā)揮從上向下倒逼帶動需求的作用，同數(shù)字孿生系統(tǒng)一樣，為企業(yè)找到新的價值模式發(fā)揮現(xiàn)實作用。

作為實體經(jīng)濟(jì)的主體，制造業(yè)是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。它既是技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場，也是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要領(lǐng)域。在工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，數(shù)字孿生不僅是工業(yè)企業(yè)自身提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)品質(zhì)的利器，也是工業(yè)企業(yè)對整個實體經(jīng)濟(jì)和商業(yè)社會的一項貢獻(xiàn)。