工业互联网脱“虚”向“实” 数字孪生迎发展窗口期

　　数字孪生(Digital Twin)正在成为企业实现转型与创造价值的重要驱动力。通过在物理世界和数字世界之间建立起实时联系，企业可以利用数字孪生实现产品的全生命周期管理。这有助于企业快速发现和解决问题，加快新品的上市速度，提高产品质量，优化运营，并开发新的经营模式、提高收益。

　　日前，由树根互联与Gartner联合发布工业互联网行业白皮书《如何利用数字孪生帮助企业创造价值》。Gartner预测，到2021年，半数的大型工业企业将使用数字孪生，从而使这些企业的效率提高10%。到2024年，超过25%的全新数字孪生将作为新loT(物联网)原生业务应用的绑定功能被采用。

　　8月12日，树根互联市场总监骆凌雯接受21世纪经济报道记者采访时表示：“工业互联网业内，口号多，概念多。数字孪生的《白皮书》，通过国内外的应用案例让工业企业客户对工业互联网的一些概念有更清晰的认知，为其企业数字型转型决策提供参考。”

　　据骆凌雯介绍，《白皮书》聚焦近年业界关注度很高的数字孪生，对这一前沿技术的商业价值进行解读，并结合国内领先的工业互联网平台企业树根互联在数字孪生方面的实践成果，指出不同企业应用数字孪生的差异化路径，为更多中国企业切实应用这一前沿技术提供了一份详实的“指南”。

　　差异化发展

　　数字孪生是物理实体的数字化镜像。简单来说，就是利用数字技术，将物体、系统、流程等信息实时映射在数字化系统中，对产品、制造乃至工厂虚拟仿真，创造一个数字版的“克隆体”，是推动产品创新、性能提升的底层逻辑和强大支撑。数字孪生也可以是组织或流程在数字世界的映射，例如订单响应、库存跟踪、避免缺货、已售商品成本、已售商品能源成本等等。

　　伴随新一代信息技术与制造业深度融合发展，工业互联网成为制造业从“显”到“隐”的抓手，互联网从“虚”向“实”的载体。也正是在这一过程中，数字孪生成为工业互联网关键技术之一。

　　“在工业互联网平台中，数字孪生体位于PaaS(平台即服务)层，以API(应用程序接口)的形式出现，其除了将物理实体的运行数据进行简单采集联网，还嵌入基于专业领域知识和生产管理经验的诊断、预测、决策模型，进而输出企业工艺优化方案和运行管理决策的解决方案。”骆凌雯如是说道。

　　“因此，工业互联网平台是数字孪生的孵化床，数字孪生是工业互联网平台的重要场景。”广东希睿数字科技有限公司总经理李伟指出，随着工业互联网的出现，网络的连通效用使得数字孪生在设备资产管理、产品生命周期管理和制造流程管理中开始发生关联、互相补充。例如，利用工业互联网平台向下将边缘侧基础设施同数字孪生体关联，向上将数据传递、存储在云端，其他用户也可以根据自身需要通过平台的服务来建立数字孪生体。

　　骆凌雯建议，“工业互联网相关企业需要围绕工业应用场景，如智能研发、智能生产、智能管理、智能服务和产业协同的数字孪生应用，增加设备连接数，构建以上几个场景不同流程环节的模型机理，才能有更多的高阶应用与效益。”

　　值得注意的是，《白皮书》针对不同规模的企业提出了差异化建设数字孪生的路径。

　　大型企业往往架构庞大，有多种IT和OT子系统。这类型企业可通过独立部署工业互联网平台，为企业整合和计算各级指标对应的数字孪生，并以微服务的形式和各业务系统集成和交换数据，从而大幅提升企业数字化转型的速度、降低成本和风险。小型企业则往往运营效率不高、资金不足，对此，《白皮书》建议可借助公有云的工业互联网平台，以较小成本快速实现企业能力的提升。

　　商用落地

　　数字孪生是现实世界实物或系统的数字化表达，可应用在智慧城市，智慧交通、工业智造，甚至是文学娱乐。

　　骆凌雯预测：“随着物联网的广泛应用，到2020年，将有210亿个传感器和末端接入点连接在一起，在不久的将来，数十亿计物体将拥有数字孪生模型。”

　　事实上，随着数字孪生应用的不断普及，《白皮书》指出，已部署IoT的受访者中，有13%声称已经实施了数字孪生，2020年有62%的人正在实施或者计划实施数字孪生。

　　随着大数据、人工智能、5G、边缘计算等新技术的普及，数字孪生的场景不断丰富。PLM(产品生命周期管理)系统、CAD(计算机辅助设计)系统、制造流程管理和制造执行系统(MES)等技术的发展，也加速了数字孪生在制造业中的落地。

　　目前，树根互联已在众多工业互联网落地案例中应用了数字孪生。以三一集团为例，三一集团于2008年开始布局数字孪生技术，以此来实现“产品+服务”的组合拳战略，来跟国际巨头进行竞争。根据树根互联运行数据显示，通过在智能服务、智能研发、智能工厂、金融创新等场景实现的工业变革最终带给三一集团的收益非常明显。

　　《白皮书》数据显示，基于IoT的数字孪生智能服务，对响应的提高有33%的正面影响;基于故障建模与设备运行的IoT数据建模，对提高备件预测准确率有55%直接效益影响。工程师响应时间从原来300分钟缩短到15分钟，主要服务区域2小时到现场，24小时维修好，渠道备件库存降低3亿元，同时一次性修复率从75%提升到92%。

　　骆凌雯指出：“数字孪生未来的关键词是开放，数字孪生架构中的开放API可向DT(数据处理技术)生态系统提供物模型API、DT模型API、订单分派API、机制模型API和数学/数据模型API。”

　　但作为一种开放共享的新兴技术，数字孪生在与互联网加速融合的过程中势必面临一系列网络安全风险与挑战。“开展数字孪生领域网络安全管理体系建设，提前研判风险和制定应对措施也将成为促进数字孪生相关技术发展的必要举措和发展方向。”李伟补充道。

　　此外，骆凌雯提醒数字孪生走向产业化阻碍在于连接的设备数。“数字孪生技术目前应用更多在高价值的设备，例如飞机的研发。可要是一台几千块的设备，例如缝纫机，若应用到数字孪生的技术，就会导致单台成本陡增，没有多少客户愿意买单。连接的设备数越多，才有可能把技术成本给摊分下来，才可能应用到更多相对低价的设备上。”