什么是數(shù)字孿生
孿生，即雙胞胎；數(shù)字孿生，顧名思義，就是數(shù)字形式的雙胞胎。
定義：數(shù)字孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實(shí)體或過(guò)程的數(shù)字化表達(dá)，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)字孿生生態(tài)系統(tǒng)由基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)互動(dòng)層、模型構(gòu)建與仿真分析層、共性應(yīng)用層和行業(yè)應(yīng)用層組成。其中基礎(chǔ)支撐層由具體的設(shè)備組成，包括工業(yè)設(shè)備、城市建筑設(shè)備、交通工具、醫(yī)療設(shè)備組成。數(shù)據(jù)互動(dòng)層包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。模型構(gòu)建與仿真分析層包括數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)仿真和控制。共性應(yīng)用層包括描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策四個(gè)方面。行業(yè)應(yīng)用層則包括智能制造、智慧城市在內(nèi)的多方面應(yīng)用。
來(lái)源
數(shù)字孿生的概念最早由密歇根大學(xué)的Michael Grieves博士于2002年提出（最初的名稱為“Conceptual Ideal for PLM”），至今有超過(guò)15年的歷史。
在航天領(lǐng)域，航天器的研發(fā)和運(yùn)營(yíng)必須依賴于數(shù)字化技術(shù)：在研發(fā)階段，需要降低物理樣機(jī)的成本；在運(yùn)營(yíng)階段，需要對(duì)航天器進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控和故障監(jiān)測(cè)。這也是后來(lái)NASA把數(shù)字化雙胞胎（即數(shù)字孿生）作為關(guān)鍵技術(shù)的原因。
工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字孿生技術(shù)幫助企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測(cè)試，在生產(chǎn)過(guò)程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程，最終實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新上市，鍛造企業(yè)持久競(jìng)爭(zhēng)力。
數(shù)字孿生技術(shù)是制造企業(yè)邁向工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)掌握產(chǎn)品信息及其生命周期過(guò)程的數(shù)字思路將所有階段（產(chǎn)品創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、制造規(guī)劃、生產(chǎn)和使用）銜接起來(lái)，并連接到可以理解這些信息并對(duì)其做出反應(yīng)的生產(chǎn)智能設(shè)備。
數(shù)字孿生將各專業(yè)技術(shù)集成為一個(gè)數(shù)據(jù)模型，并將PLM（產(chǎn)品生命周期管理軟件）、MOM（生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)）和TIA（全集成自動(dòng)化）集成在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)下，也可以根據(jù)需要將供應(yīng)商納入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈數(shù)據(jù)的整合，業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括“產(chǎn)品數(shù)字孿生”“生產(chǎn)數(shù)字孿生”和“設(shè)備數(shù)字孿生”
技術(shù)作用
首先，它可以通過(guò)設(shè)計(jì)工具、仿真工具、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等各種數(shù)字化的手段，將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中，形成可拆解、可復(fù)制、可轉(zhuǎn)移、可修改、可刪除、可重復(fù)操作的數(shù)字鏡像。
這極大的加速了操作人員對(duì)物理實(shí)體的了解，激發(fā)模擬仿真、批量復(fù)制、虛擬裝配等設(shè)計(jì)活動(dòng)。
此外，數(shù)字孿生還可以通過(guò)采集有限的物理傳感器指標(biāo)的直接數(shù)據(jù)，借助大樣本庫(kù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)推測(cè)出一些原本無(wú)法直接測(cè)量的指標(biāo)。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的評(píng)估、對(duì)過(guò)去發(fā)生問(wèn)題的診斷，以及對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，并給予分析的結(jié)果，模擬各種可能性，提供更全面的決策支持。
行業(yè)應(yīng)用
目前，數(shù)字孿生技術(shù)多用于工業(yè)制造領(lǐng)域，尤其是汽車、電子制造領(lǐng)域。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級(jí)計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合的結(jié)果，催動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向完善的關(guān)鍵技術(shù)很多，然而最能體現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“助燃劑”5G拉動(dòng)作用的就是數(shù)字孿生。
未來(lái)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)最核心的應(yīng)用基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，無(wú)論是在生產(chǎn)線上的工業(yè)設(shè)備，還是城市里的垃圾箱、電燈桿，都需要采集出來(lái)并映射到數(shù)字世界，數(shù)字孿生因此不可或缺。
數(shù)字孿生在智能制造、智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康等領(lǐng)域?qū)?huì)大顯身手。
目前挑戰(zhàn)
數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展還存在諸多挑戰(zhàn)，特別是互聯(lián)互通方面的挑戰(zhàn)任重道遠(yuǎn)。
據(jù)行業(yè)類專家表示，未來(lái)十年內(nèi)，數(shù)字孿生將代表數(shù)十億個(gè)事物，萬(wàn)物皆可數(shù)字孿生。通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)可以更好的了解客戶需求，為物理實(shí)體創(chuàng)建虛擬對(duì)象，模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為，改善現(xiàn)有產(chǎn)品、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)，使物理世界的運(yùn)行數(shù)據(jù)能夠通過(guò)傳感器采集反饋到數(shù)字世界，使極致可視化管理、實(shí)時(shí)仿真驗(yàn)證和智能控制成為可能。
APCOS與數(shù)字孿生
物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算正在勾勒一張藍(lán)圖，打通各行各業(yè)的數(shù)據(jù)孤島，把來(lái)源于物理世界的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)字孿生世界。
作為創(chuàng)新者與助力者，APCOS與合作伙伴一起，探索如何將數(shù)字孿生技術(shù)更好的應(yīng)用于智慧城市等領(lǐng)域建設(shè)，用智能科學(xué)技術(shù)力量助力政府、企業(yè)應(yīng)對(duì)萬(wàn)物的互聯(lián)升級(jí)轉(zhuǎn)型。
APCOS是建立在萬(wàn)物之間的操作系統(tǒng)，可以讓協(xié)議不同、類型不同、數(shù)量不等、應(yīng)用環(huán)境不同的設(shè)備和系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)互聯(lián)互通，是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的支撐性技術(shù)產(chǎn)品，它可以賦能各行各業(yè)，推動(dòng)其協(xié)同創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
APCOS特點(diǎn)
1、設(shè)備接入簡(jiǎn)單：填張表
2、平臺(tái)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單：拖拉拽
3、現(xiàn)場(chǎng)使用簡(jiǎn)單：全解耦
4、安全保障簡(jiǎn)單：非原文
5、投入決策簡(jiǎn)單：低成本
系統(tǒng)能主動(dòng)服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市建設(shè)等諸多領(lǐng)域的實(shí)際需求，有效緩解其行業(yè)痛點(diǎn)與挑戰(zhàn)，解決了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市建設(shè)等領(lǐng)域中萬(wàn)物互聯(lián)與智慧操作的底層技術(shù)難題。
