数字孪生的概念已经存在了很长一段时间，Twin应用程序终于开始在制造业之外使用。随着企业越来越多地利用虚拟副本的力量，这种趋势很明显，但唯一不清楚的是数字孪生在实践中是如何工作的。物联网驱动的数字孪生数字孪生是物理对象的精确复制品，Gartner将其定义为“现实世界实体或系统的数字表示”。通过不断整合最新信息，数字孪生技术可以提供最大价值。类似于虚拟原型，它在数字世界和物理世界之间建立了联系，但这种联系会不断更新以反映当前的存在状态。通过实时捕获智能资产的数据并将其转化为洞察力，数字孪生有助于防止故障并找到解决方案，进而有助于制定有效的业务战略。在商业环境中，这意味着更少的停机时间、更低的生产和维护成本、增强的客户服务和更快的上市时间。通过连续数据馈送的平滑集成，数字孪生可以为企业提供其产品和流程的最新视图，使企业能够主动、预测和具有成本效益。为了实现这些优势，虚拟仿真需要数据，而智能物联网传感器会实时向它们传送数据。物联网使组织能够访问有关物理世界的信息，数字孪生可以使用这些信息来分析、优化和测试它。数字主线将这两种技术结合在一起——连续、无缝的数据流，可在资产的整个生命周期内实现可追溯性。据OrbisResearch称，到2022年，预计75%的物联网平台将包含某种形式的数字孪生。数字孪生降低了物联网生态系统的复杂性，因为它们集成了智能传感器（例如智能照明、相机、恒温器、电表）收集的大量数据集，并将它们映射到更容易分析、测量和理解的虚拟副本中。该技术的采用正在加速，目前的研究证实了这一点。根据Gartner报告，到2022年，超过三分之二实施物联网的企业将在生产过程中至少部署一个数字孪生体，或计划在一年内部署数字孪生体，效率可观增加10%。MarketsandMarkets预测，到2025年，数字孪生市场预计将增长到358亿美元，自2019年以来的复合年增长率为37.8%。物联网数字孪生用例直到最近，以工程为导向、资产密集型行业（如制造和产品设计）一直是数字孪生技术的主要受益者。然而，随着物联网、人工智能和云计算等支持技术的日益普及，数字孪生的新应用正在其他垂直领域兴起。1.汽车虽然汽车公司仍在努力使自动驾驶技术在商业上可行，但他们中的大多数已经采用物联网驱动的数字双胞胎来从配备传感器的汽车中捕获行为和操作数据。汽车工程师可以创建车辆的数字模型，以识别可能的设计错误，并在实际生产之前改进汽车的安全性、效率和创新。引领这项创新的是特斯拉，它为每款车型创建了数字双胞胎，但其他制造商也不甘落后。例如，日产正在使用实时虚拟副本查明电池泄漏的原因、减小底盘体积、优化车辆空间存储等。同样，梅赛德斯的工厂使用数字模型来模拟整个生产过程，以提高效率和灵活性，从而更快地响应客户需求。数字孪生在汽车领域的另一个有趣应用是赛车运动，虚拟模拟器完美模拟赛道体验，从而为工程师提供对车辆设计和空气动力学的深刻见解。这些见解可以提高驾驶员的安全性，并为观众带来激动人心的体育赛事。2.制造业制造业是数字孪生技术最前沿的应用领域。从绘图板到最终组装，该技术提供了对产品和流程的实时360°可见性。它使制造商能够构建和测试新的先进概念，而无需关闭生产线和影响交货时间。数字孪生为分析现实世界的产品应用程序提供了无限可能，而不会产生与传统研发运营相关的巨大成本。对生产过程的稳健模拟可确保获得的输出与原始预测相符。数字孪生应用使重工业受益的一个典型例子是航空航天工程。以波音为例。该公司的工程师正在对各种飞机部件进行数字模拟，以评估它们的耐用性、寿命和可靠性。这有助于公司确保乘客和机组人员达到最高安全标准。得益于数字孪生技术，波音公司可以预测特定部件的性能，并预测（并避免）发动机故障的潜在风险。3.智慧城市的数字孪生也在推动智慧城市的强势转型。城市规划者和政府安装仪表和传感器来监控和跟踪交通水平，帮助他们更好地了解入住率、环境条件、能源消耗、公共安全和城市生态系统的其他方面。（来自IoTHouse）通过虚拟模拟，他们可以生成平行版本的城市，以测试更可持续、对公民友好和有利可图的城市政策和愿景。新加坡是第一个使用海量数据来改善居民生活质量的城市。该市将模拟环境纳入其发展战略，以支持更健康、更强大和更安全的社区。其他追随者城市包括苏黎世、哥本哈根、雅加达、墨尔本和开普敦等。越来越多的城市也在尝试使用虚拟复制技术来解决城市化挑战。预计到2025年，全球智慧城市数量将达到500个。4.物流数字孪生可以模拟即将发生的事件，并为未来提出可能的场景，从而使物流领域的应用更加多元化。物流公司已经在利用物联网传感器来跟踪货物。现在，他们可能会将物联网驱动的数字双胞胎更进一步，创建虚拟模拟以提高产能利用率并设计更高效和可持续的包装解决方案。在配送中心和仓库中，从机器捕获的信息可以用作预测模型的输入，预测模型可以预测和防止故障和停机。物联网数字孪生还可以帮助仓库规划、配置、管理和持续优化。DHL是广泛使用此应用程序的公司之一，使用实时运营数据持续评估变化对设施布局、设备、员工生产力和流程的潜在影响。5.零售零售业拥有丰富的消费者数据，可以从PoS系统、移动设备、店内信标和其他来源中提取。借助数字双胞胎，这些数据可以轻松转换为商店的综合虚拟表示。在店内，数字复制品使零售商能够监控和测试商品的最佳放置，并根据客户的兴趣模式管理商品的分配。此外，使用数字孪生，零售公司还可以了解从设计到销售的整个产品生命周期。这些见解使零售商能够防止缺货并减少浪费。最后，电子商务和零售组织使用数字孪生模型来模拟复杂的消费者行为，帮助他们创造以客户为中心的个性化体验。此外，从各种接触点收集的详细消费者数据，包括购买历史、网站访问和社交媒体参与，以后可用于提高广告和营销活动的有效性。6.医疗保健技术在改善治疗效果和提高患者舒适度方面发挥着变革性作用。数字孪生现在是其中的一部分。随着互联医疗的快速增长趋势，虚拟副本可用于数据驱动的决策，以支持极其复杂的医疗环境并提高安全性、可访问性和治疗效率。以下是医疗保健领域流行的数字双胞胎的一些示例。分析顾问可以使用数字双胞胎为新医院建模或改造现有设施，以发现最佳的床位布置、人员配置和平面图。虚拟副本可以结合从可穿戴设备、患者门户和移动设备收集的数据，创建患者健康的终生记录。（来源物联网家庭网络）此类复制品将促进结果预测、慢性病管理和高度个性化的治疗。医疗设备制造商也可以从数字孪生中受益，利用虚拟复制品来创建先进、价格合理的骨科设备，同时绕过昂贵的物理原型开发。7.公用事业数字孪生在数据丰富的公用事业领域发挥着巨大作用，它们提供了物理网格和流程的统一视图。它们用单一的空间化平台取代或增强了传统的信息系统和人工操作。随着模型模拟自我学习和更新，它们有助于消除数据不一致并为预测性公用事业管理创建坚实的数据基础。动态模型的透明度有助于公用事业提供商改进资产管理、检测异常并防止故障。通过这些改进，电力、天然气、水和其他公用事业公司还可以减轻服务中断或故障对社会和经济的影响。SydneyWater应用了一个有趣的数字双胞胎。为实现其综合供水服务的愿景，澳大利亚水务公司利用数字仿真来提高水力模型的准确性，以实现更有效的供水规划和主动问题识别。总结随着企业试图摆脱商品化陷阱，数字孪生为他们提供了一个机会，让他们可以通过新的、高度个性化的产品和服务建立市场差异化。实时模拟和预测使各行各业的组织能够使用主动的、数据驱动的方法来防止故障、提高产品质量、简化流程并领先于竞争对手为市场带来价值。
