漫威著名IP《鋼鐵俠》系列電影里有一幕十分經(jīng)典。
托尼·史塔克在設(shè)計(jì)、改進(jìn)和修理鋼鐵俠戰(zhàn)衣的時(shí)候，并不是在圖紙或?qū)嵨锷线M(jìn)行操作，而是通過一個(gè)虛擬的影像映射來輔助實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)流程下來，一個(gè)可視化、智能化、數(shù)字化的設(shè)計(jì)場(chǎng)景清晰地呈現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)者的眼前。
這一幕，是人類對(duì)于未來設(shè)計(jì)場(chǎng)景最經(jīng)典的幻想。
實(shí)際上，不僅僅是在《鋼鐵俠》系列電影有所展示，在大部分的科幻電影里，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界在虛擬世界的映射，進(jìn)而輔助主角來完成場(chǎng)地觀測(cè)或工程設(shè)計(jì)的場(chǎng)景，很是常見。
這一幕，在目前人類的實(shí)踐中，也有一個(gè)特定的概念，即數(shù)字孿生。
在國內(nèi)，隨著新基建的推動(dòng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱度持續(xù)升高。作為智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字孿生也在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)探索的過程中受到更多的關(guān)注，并逐漸向智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧建筑等領(lǐng)域擴(kuò)展，成為當(dāng)前科技領(lǐng)域的一大重點(diǎn)概念。
一、由“重”轉(zhuǎn)“輕”，“數(shù)字孿生”不可缺位
數(shù)字孿生，在普遍的認(rèn)知里，更多是一個(gè)基礎(chǔ)性質(zhì)的概念。
這一點(diǎn)可以從它的定義上來判斷。以目前廣泛采用的定義來說，數(shù)字孿生是指利用數(shù)字技術(shù)對(duì)物體、系統(tǒng)、流程的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)映射，完成虛擬仿真的過程。
簡單來說，就是以數(shù)字化的形式對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)體和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的虛擬仿真。
而對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等未來的智能領(lǐng)域來說，虛擬仿真是必要的環(huán)節(jié)。因?yàn)?，這解決的將是工業(yè)領(lǐng)制造、城市管理、醫(yī)療創(chuàng)新等領(lǐng)域由“重”轉(zhuǎn)“輕”的難題。
簡單以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，若是要檢修一臺(tái)大型設(shè)備，現(xiàn)實(shí)世界需要考慮停工的損益、設(shè)備的復(fù)雜構(gòu)造等等問題，再安排人員進(jìn)行實(shí)地的排查檢測(cè)。毋容置疑，這是一個(gè)“重工程”。
但是，一旦實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，檢測(cè)人員即可通過對(duì)“數(shù)字孿生體”的數(shù)據(jù)反饋，即可判斷現(xiàn)實(shí)實(shí)體設(shè)備的情況，完成排查檢修的目的。甚至在這個(gè)過程，都不需要停工，輕松完成。
如此來看，數(shù)字孿生在未來發(fā)展的基礎(chǔ)性與重要性不言而喻。
除此之外，從另一方面，我們也能看到，數(shù)字孿生與很多新興技術(shù)的關(guān)聯(lián)性是很強(qiáng)的，比如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等等。
但是，兩兩之間又是有所區(qū)別的。
比如數(shù)字孿生與物聯(lián)網(wǎng)。若要實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，必須借助傳感器運(yùn)行、更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來反饋到數(shù)字系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在虛擬空間的仿真過程。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的必然條件。
只要現(xiàn)實(shí)中的物體聯(lián)了網(wǎng)，能實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，才能對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生。
再比如數(shù)字孿生與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)。在虛擬空間模擬出來的模型或鏡像，如何呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，這便可以考慮用到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)。那么，可以這樣理解，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)是數(shù)字孿生的輸出方式。
《鋼鐵俠》系列電影里，用到的就是這樣的一個(gè)方式，數(shù)字孿生的“鏡像”通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)呈現(xiàn)給托尼·史塔克，幫助他直觀地對(duì)戰(zhàn)衣進(jìn)行解構(gòu)、設(shè)計(jì)、升級(jí)等等。
可以說，數(shù)字孿生在未來的技術(shù)矩陣?yán)飳⑻幱谝粋€(gè)非常基礎(chǔ)的位置。而在新技術(shù)的價(jià)值閉環(huán)上，數(shù)字孿生也承擔(dān)著關(guān)鍵的一環(huán)。
二、從“現(xiàn)實(shí)”到“虛擬”，“數(shù)字孿生”探索進(jìn)行時(shí)
“數(shù)字孿生”概念的出現(xiàn)，很大程度上為人類的未來想象提供了一條愈發(fā)清晰的探索之路。
如今，在各行各業(yè)都講究“智能化”、“網(wǎng)絡(luò)化”、“數(shù)字化”，而這些的實(shí)現(xiàn)恰是“數(shù)字孿生”應(yīng)用落地所導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)。
所以不難理解，為什么從2016年起，Gartner連續(xù)四年都將“數(shù)字孿生”（Digital Twin）列為當(dāng)年的十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢(shì)，持續(xù)看好數(shù)字孿生在未來發(fā)展的前景。
數(shù)字孿生的意義在于將實(shí)體的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)移到虛擬空間，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)模式提供了一個(gè)虛擬的底座。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，三一智能裝備指數(shù)是當(dāng)前國內(nèi)非常典型的實(shí)踐案例。
三一智能裝備指數(shù)目前支持5類工程機(jī)械設(shè)備指數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)布，分別為“挖掘機(jī)指數(shù)”、“混凝土機(jī)械指數(shù)”、“汽車起重機(jī)指數(shù)”、“攤鋪機(jī)指數(shù)”、“港口設(shè)備指數(shù)”。
其產(chǎn)品邏輯在于將現(xiàn)實(shí)的工程機(jī)械設(shè)備映射到虛擬網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)化的監(jiān)測(cè)、統(tǒng)籌和分析，形成相關(guān)指數(shù)，以此判斷宏觀經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)。
當(dāng)然，這樣的形式更多是停留在數(shù)據(jù)形式上的“數(shù)字孿生”，與科幻電影的場(chǎng)景仍舊有些差距。
為什么如此？上海海立（集團(tuán)）股份公司智能制造推進(jìn)辦主任曹進(jìn)認(rèn)為，數(shù)字孿生技術(shù)還處于初級(jí)階段，尚未廣泛普及。
“數(shù)字孿生是一個(gè)綜合性的技術(shù)，涉及多項(xiàng)技術(shù)，需要很多對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的接口，目前行業(yè)還處于一個(gè)比較初級(jí)的階段，標(biāo)準(zhǔn)化體系尚未構(gòu)建完成。”泰瑞數(shù)創(chuàng)副總裁黃慧敏也提出了類似的見解。
所以，這也導(dǎo)致了數(shù)字孿生能為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的價(jià)值和形式遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于科幻電影所呈現(xiàn)的。
但是，這并不影響各大企業(yè)對(duì)于數(shù)字孿生技術(shù)的追捧。比起眼前的應(yīng)用價(jià)值，數(shù)字孿生更重要的價(jià)值在于為未來發(fā)展提供更多的可能性。
雄安新區(qū)的市民服務(wù)中心地下綜合管廊的建設(shè)就是先建立管廊系統(tǒng)全數(shù)字模型，進(jìn)行工程數(shù)字模擬、快速精確算量后才開啟，以此達(dá)到減少施工變更、有效控制成本的目的；杭州蕭山區(qū)的紅綠燈則通過阿里云ET城市大腦進(jìn)行自動(dòng)調(diào)配，來縮短救護(hù)車的通達(dá)時(shí)間，等等。
這一切的實(shí)踐少不了數(shù)字孿生的落地應(yīng)用。
實(shí)際上，在目前BATH的智慧城市建設(shè)項(xiàng)目上，數(shù)字孿生都是不可缺位的一環(huán)。
在“現(xiàn)實(shí)”與“虛擬”之間來回跳轉(zhuǎn)，數(shù)字孿生成為人類探索未來發(fā)展最為關(guān)鍵，也是具備可行性的一條路徑。
三、重建另一個(gè)世界，“數(shù)字孿生”背后的野心
在這個(gè)探索的過程中，數(shù)字孿生也“充分”地暴露著人類的野心。
說是“鏡像”，說是“仿真”，其實(shí)人類在期望用數(shù)字化的技術(shù)在重建一個(gè)物件、一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)城市，甚至一個(gè)世界。
似乎有些天方夜譚，但是確實(shí)有企業(yè)致力于此。
比如51WORLD，作為數(shù)字孿生行業(yè)的知名企業(yè)，其愿景就是創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)、完整且恒久的數(shù)字孿生世界。為實(shí)現(xiàn)這一愿景，51WORLD啟動(dòng)了“地球克隆計(jì)劃”，于每年12月舉辦地球克隆計(jì)劃發(fā)布會(huì)，向外界傳達(dá)計(jì)劃進(jìn)程。
誠然，克隆地球，多么宏大——若是數(shù)字孿生能實(shí)現(xiàn)，所要實(shí)現(xiàn)的成果也不過于此。
然而，對(duì)于這樣的情況，也有行業(yè)人士有所擔(dān)憂，向“智能相對(duì)論”表示，“數(shù)字孿生本身就是一個(gè)超越現(xiàn)實(shí)的概念，很有科幻感。人們對(duì)這個(gè)概念的認(rèn)知，也大多數(shù)來自科幻電影......并不是說潑冷水，而是覺得，遠(yuǎn)離‘科幻感’或許更有利于當(dāng)前數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展。”
這個(gè)角度很有意思。
“智能相對(duì)論”也在思考，尚處于發(fā)展初期的數(shù)字孿生在技術(shù)、應(yīng)用、市場(chǎng)上都不足以實(shí)現(xiàn)科幻電影呈現(xiàn)的場(chǎng)景。過度的宣傳難免會(huì)加劇人們對(duì)數(shù)字孿生的質(zhì)疑，與其如此，倒不如抓住特定的場(chǎng)景，比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域，來發(fā)掘當(dāng)前看得見的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
比起重建一個(gè)世界，當(dāng)前的數(shù)字孿生或許更應(yīng)該關(guān)注，如何重塑一個(gè)產(chǎn)業(yè)或是為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。
現(xiàn)實(shí)還是虛擬，最終還是得回歸現(xiàn)實(shí)。
