數(shù)字孿生是近年來的一個新概念，對此也有各種不同的解讀。但要說清楚數(shù)字孿生是什么，可能先要說清楚數(shù)字孿生不是什么。
首先，數(shù)字孿生不是可視化?？梢暬乾F(xiàn)在很流行的展現(xiàn)方式，但“可視化”的作用被過分夸大了。
那為什么說數(shù)字孿生不是可視化呢？如果可視化也可以叫做數(shù)字孿生的話，那么數(shù)字孿生的最佳工具可能就是攝像頭了，絕對百分百孿生。當(dāng)然了，這只是句玩笑話。真正的可視化應(yīng)該是把“不可視”的東西變成“可視化”的。不過這樣的話，問題就來了。研究的對象是“不可視”的，而展現(xiàn)方式是“可視化”的，兩邊根本不對稱，怎么能叫“孿生”呢？
其次，數(shù)字孿生也不是虛擬現(xiàn)實。所謂“虛擬現(xiàn)實”，就是構(gòu)造一個虛擬的“現(xiàn)實”出來?，F(xiàn)實中是個屌絲，“虛擬現(xiàn)實”中可能就是個英雄；現(xiàn)實中是個富翁，“虛擬現(xiàn)實”中可能就想做個社畜。俗話說，缺啥補(bǔ)啥?，F(xiàn)實中996，“虛擬現(xiàn)實”中也做程序員，而且在“孿生”的條件下連開發(fā)平臺開發(fā)語言都不能變，24小時連軸轉(zhuǎn)。這樣的“數(shù)字孿生”恐怕沒人想要。
那么，數(shù)字孿生到底是什么呢？各種引申的意義不好討論，但可以從它的來源說起。
眾所周知，各種工廠的生產(chǎn)都需要自動控制，這不僅是為了節(jié)省人力，更重要的能夠達(dá)到手動控制難以達(dá)到的精度和穩(wěn)定性。手動控制簡單地說就是扳開關(guān)，而自動控制就需要繼電器——根據(jù)控制電信號的通斷來決定電路通斷的一種裝置。
譬如最簡單的燒開水，就可以用雙金屬片來發(fā)出控制信號。當(dāng)溫度達(dá)到沸點(diǎn)時，雙金屬片由于膨脹系數(shù)不同而彎曲到了一定程度，電路斷開；當(dāng)溫度下降到一定程度時，又反過來把電路連通，繼續(xù)燒水。
當(dāng)然，工廠里的控制會復(fù)雜很多。而且每一種控制都會有自己獨(dú)特的電路。換一種產(chǎn)品，換一種配料，換一條生產(chǎn)線，都可能要重新搭建控制系統(tǒng)，而控制系統(tǒng)的邏輯都要通過繼電器來實現(xiàn)。當(dāng)控制邏輯越來越復(fù)雜，繼電器越來越多的時候，就有人會想：為什么不把邏輯部分集中起來管理，原來的那么多繼電器只留下最終真正對電路實施操作的那部分呢？
這就是PLC，可編程控制器。其中的可編程部分實際上就是一臺簡化的計算機(jī)。區(qū)別在一是沒有那么通用，都是專用芯片，也不需要復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)；二是對安全性穩(wěn)定性抗干擾性要求極高，畢竟都是控制實際生產(chǎn)，一旦出問題可不是鬧著玩的。
可編程控制器慢慢發(fā)展得越來越復(fù)雜，也會出現(xiàn)“操作系統(tǒng)”、“程序語言”......當(dāng)然還是那兩個特征：一是簡潔，二是安全。
隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，無論在一個工廠之內(nèi)，還是工廠之間，各個生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)之間都有溝通交流信息的需要，這就出現(xiàn)了“統(tǒng)一平臺”、“統(tǒng)一語言”的需求。在這樣的前提下，大規(guī)模的流水線協(xié)作成為可能，C2M的“柔性制造系統(tǒng)”也逐漸成為現(xiàn)實。這樣一來，原來大規(guī)模生產(chǎn)所具備的快速和低成本特征，也同樣可以在針對客戶個性化需求的定制化產(chǎn)品上實現(xiàn)。這就是所謂的“工業(yè)4.0”，即在工業(yè)控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一前提下的工業(yè)化水平的質(zhì)的提升。
當(dāng)控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，越來越抽象的時候，實際生產(chǎn)線就會變得越來越簡單，因為幾乎所有的變化都可以通過對控制系統(tǒng)的編程來實現(xiàn)。逐漸的，生產(chǎn)線的設(shè)計、試車和改裝都可以在控制系統(tǒng)里模擬，環(huán)境的變化、原料的變化、工藝的變化、參數(shù)的變化......直至這種模擬和實際的生產(chǎn)已經(jīng)毫無分別——這就是“數(shù)字孿生”。
它在數(shù)字仿真之上，又不止于仿真，它以生產(chǎn)控制系統(tǒng)全數(shù)字化的“工業(yè)4.0”為前提，其目的是為了節(jié)約設(shè)計、調(diào)試和生產(chǎn)的成本，提高質(zhì)量，降低風(fēng)險。從這個角度來說，它也確實和可視化、虛擬現(xiàn)實不是一回事。
