全球数字孪生市场预计到2023年将达到150亿美元，2017年至2023年的复合年增长率(CAGR)将达到37%。General等主要公司Electric、IBM和Microsoft正在使用数字孪生技术来优化产品和服务、执行预测性维护和健康监控以及设计新产品。Gartner将数字孪生列为2019年十大技术趋势之一，并指出该技术将专注于物联网。下面是对数字孪生技术的简要概述，以及对数字孪生与物联网之间关系的更深入研究，以及一些真实世界的例子来展示这些虚拟模型的好处。概念：什么是数字孪生技术？数字双胞胎是物理对象的精确复制品，在物理世界和数字世界之间建立联系。Gartner将其定义为“现实世界实体或系统的数字表示”。它是由计算机辅助设计(CAD)和工程师在云中实现的虚拟表示。在虚拟环境中，它的功能与物理版本完全相同，甚至可以复制大型、复杂的项目或系统，例如工厂和城市。数字孪生不会取代物理对象或系统——引擎的数字孪生不会让您的车辆运行。所以这不像是把你所有的照片都搬到云端，然后扔掉原来的硬盘。相反，数字孪生允许您在安全的环境中监控和测试物理对象，而不必靠近它们，例如，您可以使用数字孪生来测试设备如何响应突然的温度峰值，这可以帮助您设计和实施安全措施，没有真正的（和潜在的风险）测试。蓝图：如何构建数字孪生数字孪生是使用连接到收集大量数据的物理设备的传感器构建的。传感器收集的数据使数字双胞胎的行为方式与物理双胞胎完全相同。您可以监控资产健康状况、测试新想法并运行各种模拟以准确发现物理资产如何响应不同的刺激或环境。这个概念已经存在了一段时间，但以更基本的形式存在。早期数字双胞胎的一个很好的例子是计算机生成的新产品模型。但由于以下技术进步和功能，现代数字孪生有所不同：一个更强大的模型，专注于特定的业务成果。与物理版本的连接，通常带有实时监控和/或控制。使用人工智能和数据分析发现提高效率的机会。创造情境以做出明智的业务决策的能力。以下是实施数字孪生技术的一些技巧：目标明确——您希望从数字孪生中获得哪些商业利益？尽早明确目标是确保正确应用数字孪生技术的关键。评估您的准备情况——您是否具备采用数字孪生技术所需的内部技能？如果没有，那么您将需要找到一个具备所需技能的团队。保持简单——数字孪生并不总是正确的答案，您也许可以使用更传统的方法来实现同样的目标。例如，如果您可以使用来自物联网传感器的数据来有效地监控和维护设备，而无需在数字孪生环境中与数据进行交互，那么启用该技术只会增加不必要的复杂性。跟踪进度——虽然可能需要一些时间来确定您的数字孪生项目的执行情况，但您需要确定并捕获关键绩效指标(KPI)，以便客观地评估对业务的影响。如果要在组织中部署数字孪生，还需要考虑技术因素和特定技能要求。您的网络和团队必须能够支持和交付：持续的数据收集大数据分析，包括正确使用数据的算法数据分析师和团队成员充分了解数据模型，以便从数字孪生中获取价值并做出正确的业务决策数字孪生和物联网物联网使数字孪生技术得以扩展。数字孪生需要来自物理资产的数据，物联网传感器可以提供这些数据。随着物联网传感器变得更先进、成本更低，可以在更多企业和更广泛的对象和系统中采用数字孪生。随着物联网设备收集更多数据，数字孪生技术可帮助开发人员和数据科学家优化物联网系统并在部署前评估潜在场景。到2020年，预计30%的G2000企业将使用数字孪生技术来提高产品创新和生产力。随着企业更好地了解数字孪生可以做什么，应用程序将变得更加先进。例如，使用人工智能创建的高级模拟将使组织能够执行更深入的分析并创建令人兴奋的新产品。该技术尤其对工业物联网具有很大的前景。制造业是采用数字孪生的领先行业，而设备维护和运营效率是数字孪生可以使工业物联网受益的一些领域。为了蓬勃发展，制造和工程组织应该采用数字双胞胎。将数字孪生技术与物联网相结合具有以下优势：1.预测性维护数字孪生可以准确了解生产车间每台设备的工作情况，使您能够立即发现问题。您不再需要依赖基于年龄或使用情况的概括或假设，每个设备都可以作为一个独特的单元进行精确跟踪和监控。来自IoT传感器的数据中的异常模式被检测到，并用于数字孪生的预测模型中，以在故障发生之前进行预测。这使您能够使用模拟来预测设备在不同条件和环境下的行为方式，例如了解设备将如何响应恶劣环境或温度突然变化。更好的是，您可以远程解决这些问题，从而缩短解决时间。2.运营效率可以先在数字孪生上测试潜在的问题解决方案，从而节省资源并提高安全性。随着技术应用的扩展，数字孪生将用于监控整个生产过程，减少停机时间并防止错误。3.创新的数字双胞胎让您可以在使用数字原型构建完整版本的物理设备之前运行模拟。虚拟原型基于物理原型，可让您在降低成本的同时优化产品。收集的数据还可用于改进现有产品和服务，从而提高客户满意度和销售额。4.降低成本该技术还可以通过预测性维护和资产优化来延长资产的使用寿命，从而减少运营甚至资本支出。真实场景：数字孪生应用GeneralElectric–GeneralElectric为公用事业开发了数字孪生网络，可提供公用电网的全面视图。资产、运营和环境数据与分析和机器学习相结合，以改进预测性维护、运营效率和客户服务。Kaeser–Kaeser利用数字双胞胎进行创新。该公司现在提供一项服务，通过数字孪生、实时数据来监控和维护这些资产，以监控性能和衡量实际使用情况。自实施这项新服务以来，产品成本降低了30%。大众汽车——大众汽车为其车辆创建数字原型，以优化产品生命周期管理。所有员工都可以访问每个模型的实时详细数据，从而改进设计、质量保证和装配。一些公司提供产品和工具来帮助其他企业部署数字孪生。IBM提供多种具有数字孪生功能的产品，包括IBMRationalRhapsody和RationalEngineeringlifeManager。微软还通过其Azure数字孪生产品使组织更容易探索数字孪生，该平台具有预定义和可扩展的孪生对象模型，用于构建特定于您所在行业的数字孪生。预测性维护、运营效率以及产品设计和测试方面的改进使数字孪生对工业物联网特别有吸引力——但该技术已经遍及所有行业。数字孪生将在未来的商业中扮演什么角色还有待观察，但可以肯定地说，我们都应该对该技术及其潜力有基本的了解。
