數(shù)字孿生的概念雖然已經(jīng)普及挺長時間了，但好多人還是很難區(qū)分?jǐn)?shù)字孿生跟仿真，甚至錯誤地認(rèn)為數(shù)字孿生其實就是仿真，特在此跟大家一起重新學(xué)習(xí)一下。
數(shù)字孿生的定義
數(shù)字孿生是現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺嶓w對象的數(shù)字模型，通過實測、仿真和數(shù)據(jù)分析來實時感知、診斷、預(yù)測物理實體對象的狀態(tài)，通過優(yōu)化和指令來調(diào)控物理實體對象的行為，通過相關(guān)數(shù)字模型間的相互學(xué)習(xí)來進(jìn)化自身，同時改進(jìn)利益相關(guān)方在物理實體對象生命周期內(nèi)的決策。
單從數(shù)字孿生的定義就可以知道，仿真只是實現(xiàn)數(shù)字孿生的諸多關(guān)鍵技術(shù)中的一部分，萬不可盲目地把數(shù)字孿生跟仿真混為一談。通過數(shù)字孿生系統(tǒng)的通用參考架構(gòu)可以更清晰地明白這一點(diǎn)。
圖1：數(shù)字孿生系統(tǒng)的通用參考架構(gòu)
仿真是將包含了確定性規(guī)律和完整機(jī)理的模型轉(zhuǎn)化成軟件的方式來模擬物理世界的一種技術(shù)。只要模型正確，并擁有了完整的輸入信息和環(huán)境數(shù)據(jù)，就可以基本正確地反映物理世界的特性和參數(shù)。如果說建模是模型化我們對物理世界或問題的理解，那么仿真就是驗證和確認(rèn)這種理解的正確性和有效性。所以，數(shù)字化模型的仿真技術(shù)是創(chuàng)建和運(yùn)行數(shù)字孿生體、保證數(shù)字孿生體與對應(yīng)物理實體實現(xiàn)有效閉環(huán)的核心技術(shù)。
數(shù)字孿生體不僅僅是物理世界的鏡像，也要接受物理世界實時信息，更要反過來實時驅(qū)動物理世界，而且進(jìn)化為物理世界的先知、先覺甚至超體。
針對數(shù)字孿生體緊密相關(guān)的四個關(guān)鍵場景一一制造、產(chǎn)業(yè)、城市和戰(zhàn)場，我們梳理其中所涉及到的仿真技術(shù)如下：
在制造場景下，可能涉及到的仿真包括產(chǎn)品仿真、制造仿真和生產(chǎn)仿真等大類（圖2）。中的小類包括：
● 產(chǎn)品仿真：系統(tǒng)仿真、多體仿真、物理場仿真、虛擬試驗等；
● 制造仿真：工藝仿真、裝配仿真、數(shù)控加工仿真等；
● 生產(chǎn)仿真：離散制造工廠仿真、流程制造仿真等。
在產(chǎn)業(yè)場景下，可能涉及到的仿真包括倉儲仿真、物流仿真、組織仿真、業(yè)務(wù)流程仿真等;
在城市場景下，可能涉及到的仿真包括城市仿真、交通仿真、人群仿真、爆破仿真、氣體擴(kuò)散仿真等；
在軍事場景下，可能涉及到的仿真包括體系仿真、戰(zhàn)場仿真、爆轟仿真、毀傷仿真等。
數(shù)字孿生體是仿真應(yīng)用新巔峰。在數(shù)字孿生體的成熟度的每個階段，仿真都在扮演者不可或缺的角色:“數(shù)化”的核心技術(shù)一一建?？偸呛头抡媛?lián)系在一起,或是仿真的一部分；“互動”是半實物仿真中司空見慣的場景；“先知”的核心技術(shù)本身就是仿真；很多學(xué)者將“先覺”中的核心技術(shù)一一工業(yè)大數(shù)據(jù)視為一種新的仿真范式；“共智”需要通過不同孿生體之間的多種學(xué)科耦合仿真才能讓思想碰撞，才能產(chǎn)生智慧的火花。
以上便是數(shù)字孿生與仿真的關(guān)系，希望能給到讀者們一些啟示。
