“元宇宙”無(wú)疑成為2021年科技領(lǐng)域最火爆的概念之一，其必備要素中的“沉浸感”，在當(dāng)前技術(shù)背景下，需要依托于一個(gè)終端設(shè)備作為連接接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，VR頭顯的功能和特點(diǎn)與這一需求完美貼合。元宇宙連接了虛擬與現(xiàn)實(shí)，是一個(gè)能將所有人關(guān)聯(lián)起來(lái)的3D虛擬世界，用戶在元宇宙中擁有自己的虛擬身份和數(shù)字資產(chǎn)，可以在虛擬世界里盡情互動(dòng)，甚至創(chuàng)造自己所向往的世界。元宇宙是一個(gè)包羅萬(wàn)象、極為宏大且無(wú)限逼近真實(shí)的虛擬世界。除了資本助力外，更需要區(qū)塊鏈、芯片、云計(jì)算、海量存儲(chǔ)、低延遲網(wǎng)絡(luò)、VR、AI等技術(shù)的飛躍來(lái)支持。而“工業(yè)版元宇宙”的必經(jīng)之路，正是數(shù)字孿生。
很多人以為做數(shù)字孿生就是做可視化，這個(gè)理解非常局限。目前，泛行業(yè)在數(shù)字孿生上的應(yīng)用越來(lái)越普及，例如離散制造行業(yè)，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，在數(shù)字孿生全要素場(chǎng)景下，能夠覆蓋從實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原材料到成品出庫(kù)的全周期作業(yè)仿真；在5G環(huán)境感知工業(yè)設(shè)備態(tài)勢(shì)，還能實(shí)現(xiàn)人、車、物、法、環(huán)的數(shù)字孿生全模擬...是數(shù)字化轉(zhuǎn)型不可或缺的一步。
數(shù)字孿生的概念
數(shù)字孿生（Digital Twin）概念最早由Michael Grieves教授在2002年的一次演講中提出，他認(rèn)為通過(guò)物理設(shè)備的數(shù)據(jù)，可以在虛擬（信息）空間構(gòu)建一個(gè)可以表征該物理設(shè)備的虛擬實(shí)體和子系統(tǒng)，并且這種聯(lián)系不是單向和靜態(tài)的，而是在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期中都聯(lián)系在一起。此后，數(shù)字孿生的概念逐步擴(kuò)展到了模擬仿真、虛擬裝配和3D打印等領(lǐng)域。
Gartner認(rèn)為數(shù)字孿生概念包括以下四個(gè)特點(diǎn)：
1、模型足夠健壯，能為具體的業(yè)務(wù)目標(biāo)與結(jié)果所服務(wù)；
2、與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相關(guān)聯(lián)，甚至能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制；
3、與高級(jí)數(shù)據(jù)分析及AI技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)；
4、具備高交互性，能夠評(píng)估可能會(huì)發(fā)生的情況。
Gartner數(shù)字孿生示意圖
很多企業(yè)已將這個(gè)概念應(yīng)用于實(shí)踐。數(shù)字孿生的閉環(huán)應(yīng)用讓制造企業(yè)能夠收集實(shí)時(shí)產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)并將其應(yīng)用到虛擬模型中，這一過(guò)程可以幫助盡早驗(yàn)證產(chǎn)品和流程設(shè)計(jì)、測(cè)試配置并理解多元因素的影響。例如，美國(guó)通用電器公司與ANSYS公司借助數(shù)字孿生這一概念，提出物理機(jī)械和分析技術(shù)融合的實(shí)現(xiàn)途徑，讓每個(gè)引擎等機(jī)械零部件都擁有一個(gè)數(shù)字“雙胞胎”，并通過(guò)數(shù)字化模型在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)機(jī)器人調(diào)試、試驗(yàn)、優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)等模擬，以便將最優(yōu)方案應(yīng)用在物理世界的機(jī)器上，從而節(jié)省大量維修、調(diào)試成本。
概括一下，數(shù)字孿生就是通過(guò)數(shù)字軟件對(duì)某個(gè)物理進(jìn)程進(jìn)行模擬，并對(duì)其進(jìn)行觀察和數(shù)據(jù)分析，以優(yōu)化、改造，或發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而模擬預(yù)測(cè)，以選擇最佳方案。
這個(gè)概念最早產(chǎn)生和應(yīng)用在工控領(lǐng)域，但后來(lái)在數(shù)字化領(lǐng)域也有廣泛擴(kuò)展，作為物理世界數(shù)字映射的延伸，基本原理是不變的：用數(shù)字世界孿生投射物理世界，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，以自動(dòng)化、智能化、智慧化地管理運(yùn)行業(yè)務(wù)，同時(shí)對(duì)城市和行業(yè)治理、規(guī)劃運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。
數(shù)字孿生的應(yīng)用
騰云互聯(lián)大數(shù)據(jù)可視化交互系統(tǒng)D-Touch，基于數(shù)字孿生實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，跨系統(tǒng)、業(yè)務(wù)、格式，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景可看、可控、可交互、可預(yù)測(cè)，集成行業(yè)AI、用戶行為標(biāo)簽、BI、物聯(lián)網(wǎng)能力，助力行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+，將用戶對(duì)業(yè)務(wù)態(tài)勢(shì)的研判路徑縮至最短，從而節(jié)省數(shù)據(jù)管理成本，提高場(chǎng)景管理效率，便于科學(xué)決策，呈現(xiàn)最具價(jià)值的可視化效果?？蓮V泛應(yīng)用于數(shù)字園區(qū)、數(shù)字高校、數(shù)字旅游、數(shù)字工廠、數(shù)字城市、數(shù)字樓宇等方面。
1、數(shù)字孿生在數(shù)字園區(qū)的應(yīng)用
數(shù)字園區(qū)可視化系統(tǒng)基于數(shù)字孿生的三維技術(shù)，將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù)進(jìn)行整合，通過(guò)可視化的管理方式，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、直觀地對(duì)園區(qū)進(jìn)行全方位管理。
2、數(shù)字孿生在數(shù)字高校的應(yīng)用
以數(shù)字孿生為理念，構(gòu)建校園運(yùn)營(yíng)藍(lán)圖，跨部門整合學(xué)校各類資源信息，為各類數(shù)據(jù)提供承載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校園全息可視、綜合調(diào)度、應(yīng)急指揮等可視、可管、可控的運(yùn)營(yíng)模式。
3、數(shù)字孿生在數(shù)字城市的應(yīng)用
以炫酷視覺效果、全面數(shù)據(jù)集成、場(chǎng)景化業(yè)務(wù)展示為支撐，有效提升城市IOC管理人員對(duì)城市運(yùn)營(yíng)、治安、交通、政務(wù)等業(yè)務(wù)監(jiān)控管理效率，支撐智慧城市輔助決策。
4、數(shù)字孿生在數(shù)字旅游的應(yīng)用
基于云計(jì)算、LBS、安全三大基礎(chǔ)能力，整合景區(qū)、人流等不同維度零散數(shù)據(jù)，連接“景區(qū)”、“游客”、“景點(diǎn)”三大場(chǎng)景，用數(shù)據(jù)展現(xiàn)旅游態(tài)勢(shì)，驅(qū)動(dòng)運(yùn)營(yíng)決策，推動(dòng)景區(qū)服務(wù)與運(yùn)營(yíng)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
5、數(shù)字孿生在數(shù)字工廠的應(yīng)用
基于數(shù)字孿生理念，結(jié)合制造現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提供統(tǒng)一的工廠運(yùn)營(yíng)可視化管理平臺(tái)，通過(guò)GIS、三維可視化技術(shù)對(duì)工廠的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等進(jìn)行三維建模和可視化呈現(xiàn)，構(gòu)建工廠的數(shù)字化運(yùn)營(yíng)中心。
6、數(shù)字孿生在數(shù)字樓宇的應(yīng)用
通過(guò)接入AI視頻、數(shù)據(jù)分析、智慧聯(lián)動(dòng)與數(shù)字孿生等技術(shù)，對(duì)多維數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)整合及直觀可視化呈現(xiàn)，有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、功能協(xié)調(diào)、能源管控及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，促進(jìn)樓宇智慧管理、高效運(yùn)營(yíng)和周到服務(wù)。
隨著3D可視化（數(shù)字孿生）技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，不僅可運(yùn)用在產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型當(dāng)中，能夠協(xié)助政府部門/機(jī)關(guān)事業(yè)單位、工廠、企業(yè)等數(shù)字化轉(zhuǎn)型，更加直觀清楚的數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)、數(shù)據(jù)可視化管理方法、數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)管理。
