数字孪生是物理设备的虚拟呈现，数据科学家和IT专业人员可以在开发实际项目之前使用数字孪生技术来模拟运行。数字孪生还改变了物联网、人工智能和数据分析等技术的优化方式。

什么是数字孪生？

数字孪生是指物理世界或系统的虚拟数字化呈现。数字孪生背后的技术已经扩展到包括建筑、工厂甚至城市等大型项目。这个想法首先出现在NASA：在地面上模拟太空舱在太空中的状态，用于诊断发射后进入轨道的问题，最终被全数字模拟所取代。

在Gartner将数字双胞胎列为2017年十大战略技术趋势之一之后，这个名词才真正火了起来。他说，在三到五年内，“全世界数十亿的事物将由数字孪生所占领，物理世界的动态模拟软件或在近几年爆发，Gartner将数字孪生列为主要趋势，他说：“到2020年，估计有210亿个传感器连接到终端，数字孪生将在不久的将来进入到数十亿个终端设备中。”

本质上，数字孪生是一种计算机程序，它将有关物理对象或系统的真实数据作为输入，并生成有关物理对象或系统如何受到这些输入影响的预测的模拟结果作为输出。

数字孪生如何工作？

数字孪生的诞生由专家（通常是数据科学或应用数学专家）建立。这些开发人员研究了被模仿的物理对象或系统基础的物理学，并使用该数据开发了数学模型，该数学模型可以模拟数字空间中的真实世界中的原始事物。

孪生的构造使其可以接收来自传感器的输入信号，这些传感器从真实世界收集数据。这使孪生体可以实时模拟物理对象，在此过程中可以观察性能和潜在的问题。数字孪生也可以根据其物理对实物的原型进行设计，数字孪生在这种情况下，可以在产品运行时提供反馈；

该过程在迪捷软件的“迪捷软件全数字实时仿真平台解决方案—SkyEye”文章中详细介绍，该公司创建的全数字实时仿真解决方案，是一款全完全自主知识产权的数字实时仿真平台，是基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，支持用户通过拖拽的方式对硬件进行行为级别的仿真和建模。

数字孪生的用例

数字孪生可以实际应用到飞机引擎，告诉铁路、地铁等轨道交通，海上平台和涡轮机等工程中，可以在实际生产之前进行数字化设计和测试。这些数字孪生也可用于帮助维护操作。

数字孪生业务应用程序存在于多个领域：

制造业是数字孪生部署最广泛的领域，工厂已经在使用数字孪生来模拟其流程。

汽车数字孪生之所以成为可能，是因为汽车已经装有遥测传感器，但是随着越来越多的自动驾驶汽车上路，完善技术将变得更加重要。

医疗保健是产生上述数字双胞胎的领域。创可贴大小的传感器将健康信息发送回数字孪生，用于监视和预测患者的健康状况。

数字双胞胎和物联网

显然，物联网传感器的爆炸式增长使数字孪生成为可能。随着物联网设备的完善，数字孪生方案可以包含较小和相对简单的项目，从而为公司带来更多好处。

数字孪生可用于根据可变数据预测不同的结果。这类似于科幻电影中经常出现的虚拟现实场景一样，其中在数字环境中证明了可能的场景。借助附加的软件和数据分析，数字孪生通常可以优化IoT部署以实现最高效率，并帮助设计人员在实际部署之前确定应该去的地方或操作方式。

数字孪生相关的供应商

建立数字双胞胎非常复杂，目前还没有标准化的平台。

与许多新兴技术相比，商业数字孪生相关产品实际上来自该领域的一些最大公司。例如，通用电气（GE）现在正在向客户提供专业技术，西门子（Siemens）也是另一家参与制造的工业巨头。在国内也有很多企业在研究数字孪生以及数字化仿真的产品，例如浙江迪捷软件科技有限公司，就提供了全套的国产MBSE解决方案，可应用到从需求到开发，从设计到测试的全流程项目中。

迪捷软件的MBSE解决方案主要有ModelCoder ，软件设计和开发工具，从模型自动生成正确无误的二进制代码，已经过形式化验证；此外可以配合可视化的系统建模工具 SysModeler 进行仿真和文档生成，支持UML、SysML、AADL等语言；以及全数字实时仿真平台 SkyEye，利用拖拽的方式快速搭建任意的虚拟硬件平台，保证虚拟嵌入式系统的可靠性和实时性，进行嵌入式软件的开发和调试。

---

原文链接：http://www.digiproto.com/archives/1798