近期, Gartner對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施情況進(jìn)行了調(diào)研,結(jié)果顯示48%已部署物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)機(jī)構(gòu)表示已經(jīng)采用或計(jì)劃在2018年應(yīng)用數(shù)字孿生(digital twins)。此外,到2022年,參與使用數(shù)字孿生的企業(yè)機(jī)構(gòu)(共調(diào)研了來自美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)與日本的202家企業(yè)機(jī)構(gòu))數(shù)量將增長(zhǎng)三倍。
美國(guó)國(guó)防部最早提出利用數(shù)字孿生技術(shù),用于航空航天飛行器的健康維護(hù)與保障。首先在數(shù)字空間建立真實(shí)飛機(jī)的模型,并通過傳感器實(shí)現(xiàn)與飛機(jī)真實(shí)狀態(tài)完全同步,這樣每次飛行后,根據(jù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有情況和過往載荷,及時(shí)分析評(píng)估是否需要維修,能否承受下次的任務(wù)載荷等。隨著物聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù),集成多科學(xué)、多物理量、多尺度的仿真過程越來越精確。以飛行器為例,將物理世界的參數(shù),通過傳感器重新反饋到數(shù)字世界,完成仿真驗(yàn)證和動(dòng)態(tài)調(diào)整已經(jīng)成為可能。
同時(shí),已經(jīng)有不少電氣行業(yè)的知名企業(yè)著手布局?jǐn)?shù)字孿生,其中包括美國(guó)通用電氣(GE)。美國(guó)通用電氣董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官杰夫.伊梅爾特曾在一篇文章中指出,工業(yè)+軟件所能產(chǎn)生的巨大能量會(huì)將泡沫化為現(xiàn)實(shí),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將為工業(yè)世界帶來更大的改變,其中一項(xiàng)重要的技術(shù),就是數(shù)字孿生。伊梅爾特指出,現(xiàn)代制造業(yè)依靠機(jī)器來驅(qū)動(dòng)、治療、構(gòu)建、載運(yùn),推動(dòng)世界前進(jìn),而軟件將使機(jī)器變得更智能、強(qiáng)大。每個(gè)引擎、每個(gè)渦輪、每臺(tái)核磁共振,我們都可以為它們創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字孿生模型。通過為這些物理設(shè)備提供數(shù)字化模型,這些機(jī)器得以快速調(diào)校和持續(xù)升級(jí),從而始終保持良好狀態(tài),強(qiáng)化功能,提升可靠性和適應(yīng)性,創(chuàng)造更多價(jià)值。
智能制造中對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不言而喻,如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入了數(shù)字孿生之后,便能夠更為具體的為產(chǎn)品的全生命周期提供服務(wù)。例如一些復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品的制造過程中,需要有全局規(guī)劃。而設(shè)計(jì)人員與制造人員分屬不同環(huán)節(jié),出發(fā)點(diǎn)也不同,容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)信息的流失,制造人員很難準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)人員的意圖,增加出錯(cuò)的幾率。利用數(shù)字孿生,對(duì)所需制造的產(chǎn)品、制造的方式、資源以及地點(diǎn)等各個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員和制造人員的協(xié)同。
因此,數(shù)字孿生投資應(yīng)由價(jià)值鏈驅(qū)動(dòng),便于產(chǎn)品與資產(chǎn)相關(guān)方以更加結(jié)構(gòu)化的整體方式在其供應(yīng)鏈中像管理工業(yè)機(jī)械、設(shè)施支配與管理產(chǎn)品或資產(chǎn)。
從趨勢(shì)及應(yīng)用效果上來看,數(shù)字孿生所帶來的精確無疑會(huì)影響到眾多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用行業(yè)。另一方面,數(shù)字孿生演化并累積了越來越多的歷史數(shù)據(jù),面對(duì)擁有編程工具的廠商,數(shù)字孿生所有者將面臨著逐步受制于這些廠商的風(fēng)險(xiǎn)。需要提醒IT架構(gòu)師與數(shù)字孿生所有者為數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的長(zhǎng)期演化做好規(guī)劃,以免在應(yīng)用技術(shù)的同時(shí)陷入被動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。