2020年4月10日，國(guó)家發(fā)展改革委和中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動(dòng)培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，提出“加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。支持在具備條件的行業(yè)領(lǐng)域和企業(yè)范圍探索大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、數(shù)字孿生、5G、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和集成創(chuàng)新。加大對(duì)共性開(kāi)發(fā)平臺(tái)、開(kāi)源社區(qū)、共性解決方案、基礎(chǔ)軟硬件支持力度，鼓勵(lì)相關(guān)代碼、標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)開(kāi)源發(fā)展。”數(shù)字孿生作為《方案》中提到的7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一，提到了與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等并列的高度，也是迄今為止最高層次的露臉。
數(shù)字孿生的概念
數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。
數(shù)字孿生的重要作用
01、構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字空間
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一直致力于彌合IT（Information Technology）和OT(Operation Technology)之間的鴻溝，數(shù)字孿生恰好是IT和OT融合的橋梁。從生產(chǎn)單元、經(jīng)營(yíng)單元、企業(yè)、行業(yè)到行業(yè)集群，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是數(shù)字孿生技術(shù)的用武之地。數(shù)字孿生構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字空間，物理實(shí)體和數(shù)字孿生體之間，通過(guò)實(shí)時(shí)通信和忠實(shí)映射實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。物理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同步傳輸?shù)綌?shù)字孿生體，后者利用這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)物理實(shí)體的模擬、分析和優(yōu)化。
02、催生“數(shù)據(jù)+機(jī)理”新型算法模型
目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的算法模型建設(shè)面臨建模難的問(wèn)題，亟需新的系統(tǒng)性方法與技術(shù)。傳統(tǒng)算法模型大多是單獨(dú)基于物理實(shí)體第一性原理構(gòu)建的機(jī)理模型，或者基于大數(shù)據(jù)分析構(gòu)建的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，兩種算法模型之間存在割裂問(wèn)題。數(shù)字孿生的本質(zhì)是對(duì)數(shù)據(jù)和邏輯的孿生，也可以說(shuō)是對(duì)數(shù)據(jù)和機(jī)理的孿生。在數(shù)字孿生體中，機(jī)理模型與數(shù)字驅(qū)動(dòng)模型之間，實(shí)時(shí)交互，融合統(tǒng)一，催生出“數(shù)據(jù)+機(jī)理”新型算法模型，為解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建模難，提供了新的系統(tǒng)性方法和技術(shù)。
03、推動(dòng)工業(yè)APP邁向高端化
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，數(shù)字孿生體位于Paas層，以API的形式出現(xiàn)。數(shù)字孿生API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口）不僅僅是將物理實(shí)體的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單采集聯(lián)網(wǎng)，而且還嵌入了基于專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的診斷、預(yù)測(cè)、決策模型，進(jìn)而輸出企業(yè)工藝優(yōu)化方案和運(yùn)行管理決策的解決方案。工業(yè)APP通過(guò)直接調(diào)用一個(gè)或多個(gè)數(shù)字孿生API，可以直接獲取物理實(shí)體全生命周期的運(yùn)行診斷、預(yù)測(cè)和決策信息，提高工業(yè)APP開(kāi)發(fā)、測(cè)試、部署的效率，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字孿生的高端化創(chuàng)新應(yīng)用。
數(shù)字孿生在ProMACE中的應(yīng)用
石化盈科ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)構(gòu)建石化工業(yè)數(shù)字孿生，解決物理實(shí)體數(shù)字化、模型化描述不一致，工業(yè)知識(shí)傳承困難，物性感知難度大，工業(yè)數(shù)據(jù)綜合利用程度和工業(yè)應(yīng)用服務(wù)化水平低等問(wèn)題?；谖锪鲾?shù)字孿生，全流程跟蹤物流，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提升運(yùn)營(yíng)精細(xì)化水平?；谠O(shè)備數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)仿真培訓(xùn)，提升機(jī)組拆裝和操作技能，運(yùn)用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)知性維修，減少非計(jì)劃停工。實(shí)時(shí)感知生產(chǎn)狀態(tài)，運(yùn)用工業(yè)知識(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)警，提升科學(xué)決策水平，運(yùn)用機(jī)理模型，診斷生產(chǎn)過(guò)程，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)性降本增效。
數(shù)字孿生是信息化發(fā)展到一定程度的必然結(jié)果，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)物理實(shí)體的全面感知、深度互聯(lián)加速了數(shù)字孿生的落地。數(shù)字孿生正成為人類解構(gòu)、描述、認(rèn)識(shí)物理世界的新型工具。未來(lái)，數(shù)字孿生不僅僅是一項(xiàng)通用使能技術(shù)，將成為支撐社會(huì)治理和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展范式，也將會(huì)是數(shù)字社會(huì)人類認(rèn)識(shí)和改造世界的方法論。
