當(dāng)前，全球數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)與各行業(yè)加速融合，日益成為經(jīng)濟社會發(fā)展的強大“數(shù)字底座”。
如今ChatGPT的耀眼光環(huán)下，迅速燎原全世界。目前看來，ChatGPT的表現(xiàn)已表明AI逐漸替代基礎(chǔ)型知識勞動者已經(jīng)到來，同時整個行業(yè)組織間的形態(tài)也將產(chǎn)生變化，構(gòu)建起相互鏈接、相互協(xié)同的新生態(tài)。
另一邊，數(shù)字孿生正在成為工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型與發(fā)展的重要力量。簡單來說，數(shù)字孿生(Digital Twin)就是在虛擬空間中，構(gòu)建物理實體的“克隆體”，還原現(xiàn)實世界中的場景，從支持人們對物理實體進(jìn)一步了解、分析和優(yōu)化決策。
數(shù)字孿生是物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，坦率地說，這個技術(shù)概念并不算新，當(dāng)下正在被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、智慧城市、智能交通、能源等各大行業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)字孿生技術(shù)幫助一些工程項目模擬運行。
數(shù)字孿生的一些典型應(yīng)用
1、制造業(yè)
數(shù)字孿生可被用于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全生命周期。比如在正式生產(chǎn)之前，企業(yè)可以通過仿真模擬，在虛擬環(huán)境中驗證生產(chǎn)線的排產(chǎn)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)，加速產(chǎn)品優(yōu)化；在產(chǎn)品正式投入使用后，企業(yè)也可通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)收集報錯、產(chǎn)品更新等產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行針對性的、及時的閉環(huán)優(yōu)化。例如，汽車制造商可以使用數(shù)字孿生來模擬汽車的設(shè)計和生產(chǎn)過程，以便更好地了解如何改進(jìn)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
2、 航空航天
作為科技最前沿的應(yīng)用領(lǐng)域，航空航天針對數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用可以說起源最早?！皩\生”的概念最早出現(xiàn)于1969年美國的阿波羅項目中，美國國家航空航天局(NASA)通過制造兩個完全相同的航天器，形成“物理孿生”，這是最早期數(shù)字孿生技術(shù)的雛形。隨著技術(shù)的迭代發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)在航空航天產(chǎn)品研發(fā)、故障檢測、系統(tǒng)管控等方面都有著廣泛的應(yīng)用。比如借助基于數(shù)字孿生的3D體驗平臺，利用用戶在虛擬空間進(jìn)行產(chǎn)品體驗并反饋的信息不斷改進(jìn)修正產(chǎn)品設(shè)計模型，進(jìn)而對物理實體產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)提升;或者借助數(shù)字孿生，結(jié)合傳統(tǒng)故障分析方法，對飛行器的疲勞裂紋等故障進(jìn)行分析并實現(xiàn)更準(zhǔn)確的預(yù)測。
3、建筑業(yè)
數(shù)字孿生在建筑業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。數(shù)字孿生技術(shù)可以為建筑師和工程師提供一個可視化的平臺，以便于設(shè)計和模擬建筑項目。數(shù)字孿生可以模擬建筑物的各種參數(shù)，例如溫度、濕度、風(fēng)速等，以及模擬建筑物在不同天氣條件下的性能。數(shù)字孿生還可以通過模擬不同的建筑設(shè)計方案，為建筑師和工程師提供建議和優(yōu)化方案，提高建筑的質(zhì)量和可靠性。
4、醫(yī)療保健
從造物角度來講，人體比機械要復(fù)雜太多。人體有37萬億個細(xì)胞，每一個細(xì)胞生命周期里又有4200萬的蛋白質(zhì)。 但人體數(shù)字化，即基于人體相關(guān)的多學(xué)科、多專業(yè)知識的系統(tǒng)化研究，卻將這些知識全部注入人體的數(shù)字孿生體中。這有利于降低各種手術(shù)風(fēng)險，提高成功率，改進(jìn)藥物研發(fā)，提高藥物的效用。隨著數(shù)字孿生(DT)技術(shù)的出現(xiàn)，為個體患者提供個體化的診斷和治療將成為可能，并被認(rèn)為是未來精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一部分。如今數(shù)字孿生技術(shù)在心血管疾病、癌癥、傳染病等方面的都有應(yīng)用案例。
5、 能源
就在近日，國家能源局便印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》，《意見》指出要推動實體電網(wǎng)在人工智能及數(shù)字孿生領(lǐng)域的探索，推動實體電網(wǎng)數(shù)字呈現(xiàn)、仿真和決策;推動面向能源裝備和系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型及智能控制算法開發(fā)。
今年5月，在杭州亞運村，國網(wǎng)浙江電力以環(huán)亞運村電網(wǎng)為核心,將能源互聯(lián)網(wǎng)物理系統(tǒng)實時完整映射為數(shù)據(jù)，這也是國內(nèi)首次建成覆蓋整個區(qū)域性電網(wǎng)、涵蓋輸變配全要素的數(shù)字孿生電網(wǎng)。數(shù)字孿生技術(shù)可以用于能源系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和優(yōu)化，提高能源生產(chǎn)效率和可持續(xù)性。
6、農(nóng)業(yè)
數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助智慧農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程更加智能化和精準(zhǔn)化。通過數(shù)字孿生技術(shù)可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各種因素進(jìn)行實時監(jiān)控，比如土壤溫度、濕度、氧氣含量、二氧化碳含量等等，這些數(shù)據(jù)可以通過傳感器實時采集，并反饋給數(shù)字孿生系統(tǒng)。數(shù)字孿生系統(tǒng)可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過數(shù)據(jù)可視化方式呈現(xiàn)給農(nóng)民，以便他們能夠更好地了解植物的生長環(huán)境，從而更好地調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)策略，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。
7、城市規(guī)劃
數(shù)字孿生技術(shù)可以對城市的地形、建筑、交通、市政設(shè)施等進(jìn)行高精度的三維建模和模擬，為城市規(guī)劃和設(shè)計提供決策支持。比如可以模擬城市的開發(fā)空間、人口、交通流量等指標(biāo)，分析城市的未來發(fā)展趨勢和規(guī)劃方向，制定可持續(xù)發(fā)展方案;數(shù)字孿生技術(shù)還可以實現(xiàn)對城市各項建設(shè)和運營過程的數(shù)字化監(jiān)控和管理。比如可以利用數(shù)字孿生技術(shù)監(jiān)測和管理城市供水、供電、供暖、供氣等基礎(chǔ)設(shè)施的運行狀態(tài)和資源利用情況，通過數(shù)據(jù)分析和仿真模擬，優(yōu)化資源配置和設(shè)備保養(yǎng)，提高設(shè)施可靠性和服務(wù)質(zhì)量。
8、物流
在倉儲物流領(lǐng)域，不少企業(yè)開始啟用數(shù)字孿生技術(shù)，對貨架、物料、托盤及各類自動化設(shè)備等倉庫全景實現(xiàn)高質(zhì)量孿生重建，實現(xiàn)數(shù)字世界與物理世界的映射，還原倉庫實時運行狀態(tài)。同時，與看板系統(tǒng)結(jié)合，對各項運營指標(biāo)進(jìn)行分析和實時監(jiān)控，實現(xiàn)全鏈路數(shù)據(jù)管理，保證倉庫有序、高效運行，最大化釋放企業(yè)倉儲潛能。
小結(jié)
除上述典型應(yīng)用場景外，數(shù)字孿生技術(shù)因其獨特的技術(shù)優(yōu)勢在一些長尾市場也擁有大量的應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的不斷成熟，應(yīng)用范圍和深度也在持續(xù)遞增。
總之，數(shù)字孿生技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為了不可忽視的趨勢。數(shù)字孿生技術(shù)可以通過建立虛擬模型、收集大量的數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析和模擬等方式，為企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)、城市規(guī)劃師等提供重要的決策支持，從而幫助提高效率、降低成本、提高質(zhì)量，促進(jìn)各個領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。
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