摘要:數(shù)字孿生技術(shù)通過創(chuàng)建物理對象或環(huán)境的數(shù)字化復(fù)制品,可以實現(xiàn)現(xiàn)實世界與虛擬世界的無縫對接。數(shù)字孿生城市作為一種新的城市形態(tài),通過數(shù)字技術(shù)優(yōu)化城市管理,提高城市運行效率,并為居民提供更加便捷、智慧的生活體驗。然而在這一技術(shù)驅(qū)動的城市發(fā)展模式中,企業(yè)的管理模式發(fā)生了巨大變化,也面臨諸多挑戰(zhàn)。文章對數(shù)字孿生城市企業(yè)管理范式進(jìn)行研究,以期為數(shù)字孿生城市的企業(yè)管理提供參考。
關(guān)鍵詞:數(shù)字孿生;企業(yè)管理;數(shù)據(jù)分析
Research on the New Paradigm of Enterprise Management in Digital Twin Cities
XIE Lei1, LIU Chang2
(1. Teaching Quality Evaluation Center of Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang 464000, China; 2. School of Mathematics and Information Engineering of Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang 464000, China)
Abstract: Digital twin technology can achieve seamless integration between the real world and the virtual world by creating digital replicas of physical objects or environments. As a new urban form, digital twin cities optimize urban management through digital technology, improve urban operational efficiency, and provide residents with more convenient and intelligent living experiences. However, in this technology driven urban development model, the management mode of enterprises has undergone significant changes and also faces many challenges. The article studies the paradigm of enterprise management in digital twin cities, with the aim of providing reference for enterprise management in digital twin cities.
Key words: digital twin; enterprise management; data analysis
0" "引言
隨著信息化、數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代社會正在經(jīng)歷一場深刻的技術(shù)革命。從智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)到人工智能,這些技術(shù)不僅正在改變?nèi)藗兊娜粘I?,而且對全球的?jīng)濟(jì)、政治和文化領(lǐng)域都帶來了前所未有的沖擊。在此背景下,數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)運而生,它借助高度精確的數(shù)據(jù)模擬、預(yù)測和分析,為各行各業(yè)提供了一種全新的決策和運營方式。特別是在城市管理領(lǐng)域,數(shù)字孿生技術(shù)與城市治理的完美結(jié)合,開辟了一個嶄新的研究和應(yīng)用方向[1]。
城市作為現(xiàn)代文明的核心,承載了人類文化、經(jīng)濟(jì)和社會的重要功能。在21世紀(jì),由于全球化、城市化和技術(shù)進(jìn)步,城市面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。如何有效地管理城市,使其既能滿足日益增長的居民需求,又能實現(xiàn)可持續(xù)、和諧和智能化發(fā)展,成為全球各大城市追求的目標(biāo)。而數(shù)字孿生技術(shù),憑借其獨特的能力,為城市提供了一種全新的管理和發(fā)展視角,同時也為企業(yè)在這種新的城市環(huán)境中找到了更為合理和有效的管理策略。
1" "數(shù)字孿生技術(shù)與城市發(fā)展
1.1 數(shù)字孿生的定義及核心技術(shù)
數(shù)字孿生(Digital Twin)的概念起源于21世紀(jì)初期,逐漸在航空、航天、制造等高端產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用和發(fā)展。簡而言之,數(shù)字孿生可以被理解為一個高度精確的數(shù)字模型,它能夠?qū)崟r反映與之對應(yīng)實體的狀態(tài)、性能和行為[2]。數(shù)字孿生的核心技術(shù)包括以下幾種。
(1)高度精確的數(shù)據(jù)采集:為了確保數(shù)字孿生的精確性和實時性,數(shù)據(jù)采集必須涵蓋與物理實體相關(guān)的各個方面。這通常依賴于各種傳感器、探測器以及高級的數(shù)據(jù)采集技術(shù),確保從物理實體獲取的數(shù)據(jù)是實時和精確的。
(2)先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù):得到數(shù)據(jù)后,必須對其進(jìn)行處理和分析,以便得出有意義的信息。這通常涉及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理算法、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù),以確保從大量數(shù)據(jù)中提取出有價值的信息。
(3)實時的數(shù)據(jù)反饋機(jī)制:數(shù)字孿生不僅要模擬實體的當(dāng)前狀態(tài),還需要能夠預(yù)測未來的狀態(tài)或行為。為此,必須建立一個實時的數(shù)據(jù)反饋機(jī)制,以便對模型進(jìn)行持續(xù)的更新和校正[2]。
(4)高性能計算與模擬技術(shù):數(shù)字孿生通常涉及大量的數(shù)據(jù)處理和模擬工作。這需要高性能計算能力和高級的模擬技術(shù),確保數(shù)字模型能夠快速、準(zhǔn)確地反映實體的狀態(tài)。
1.2 數(shù)字孿生城市的特點及發(fā)展趨勢
在數(shù)字孿生城市的構(gòu)想中,一個城市的各個方面,包括其建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、交通網(wǎng)絡(luò)、能源系統(tǒng)、人口分布等,都可以在數(shù)字領(lǐng)域得到精確的模擬和反映。這種全面的數(shù)字模擬不是靜態(tài)的,而是動態(tài)的,可以實時地反映城市的運行狀態(tài)和變化[3]。數(shù)字孿生城市成為一個強(qiáng)大的城市管理和規(guī)劃工具,決策者可以更加智慧地進(jìn)行規(guī)劃、調(diào)度和管理,以應(yīng)對各種突發(fā)情況,如交通堵塞、能源短缺或環(huán)境問題。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深化,數(shù)字孿生城市的應(yīng)用范圍和深度都將得到進(jìn)一步的擴(kuò)展。預(yù)計未來,數(shù)字孿生城市將與物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)更為緊密地結(jié)合,使城市管理和規(guī)劃變得更為智能和自動化。
1.3 從傳統(tǒng)城市到數(shù)字孿生城市的轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)城市的管理和運營往往依賴于經(jīng)驗、觀察和手工數(shù)據(jù)記錄。隨著城市的擴(kuò)張和復(fù)雜度增加,這些傳統(tǒng)方法開始顯得不夠靈活,不足以滿足日益增長的需求。另外,應(yīng)對突發(fā)事件,如自然災(zāi)害、大規(guī)模活動或交通事故,傳統(tǒng)城市往往缺乏足夠的數(shù)據(jù)支持和預(yù)測能力,導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)不夠迅速和準(zhǔn)確[4]。
而數(shù)字孿生城市,正是為了解決這些問題而生的。在數(shù)字孿生城市的構(gòu)建過程中,通過傳感器、攝像頭、無人機(jī)等設(shè)備,對城市中的各種要素和動態(tài)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集。這些數(shù)據(jù)被整合到一個統(tǒng)一的數(shù)字平臺上,形成一個與真實城市高度一致的虛擬模型。這種模型不僅能夠?qū)崟r反映城市的狀態(tài),還能夠通過模擬預(yù)測未來的發(fā)展和變化。因此,數(shù)字孿生城市提供了一個全新的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式,來進(jìn)行城市管理、規(guī)劃和決策。
這種轉(zhuǎn)變不僅提高了城市管理的效率和準(zhǔn)確性,還為城市居民和商業(yè)實體提供了更為豐富和個性化的服務(wù)。從長遠(yuǎn)來看,數(shù)字孿生城市有可能徹底改變?nèi)藗儗Τ鞘械恼J(rèn)知和互動方式,為未來城市的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
2" "數(shù)字孿生城市的管理挑戰(zhàn)
2.1 數(shù)據(jù)采集、分析與應(yīng)用的復(fù)雜性
隨著數(shù)字孿生城市概念的不斷深化,數(shù)據(jù)已成為城市管理與規(guī)劃的核心支柱。在數(shù)字孿生城市中,數(shù)據(jù)的來源繁多,從交通、氣象、能源消耗到市民活動模式,幾乎每一剎那的城市變化都被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常來自于一個龐大且復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò),如地面?zhèn)鞲衅?、監(jiān)控攝像頭、無人機(jī)等。如何確保這些設(shè)備在復(fù)雜多變的城市環(huán)境中穩(wěn)定、持續(xù)地運行,抵御各種潛在的干擾與風(fēng)險,已經(jīng)成為一大挑戰(zhàn)。而數(shù)據(jù)的收集只是工作的開始。如何高效處理、分析并應(yīng)用海量數(shù)據(jù),是另一個巨大的難題。由于數(shù)據(jù)的規(guī)模龐大和多樣性,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理手段常常難以應(yīng)對。此時,人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的介入變得至關(guān)重要,它們能夠從數(shù)據(jù)中挖掘更深層次的信息和規(guī)律,助力決策者做出更為智慧的決策。但與此同時,新的問題浮現(xiàn)出來:如何保證數(shù)據(jù)分析的時效性,確保大數(shù)據(jù)分析的速度能適應(yīng)城市運轉(zhuǎn)的實時需要?如何在數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用時確保每個市民的隱私和數(shù)據(jù)的安全性?如何確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量,避免“垃圾入,垃圾出”的情況發(fā)生?這些挑戰(zhàn)都是數(shù)字孿生城市在追求高效管理的過程中必須面對和解決的問題。
2.2 跨部門、跨行業(yè)的信息流動與協(xié)同
在數(shù)字孿生城市的大背景下,信息流動已成為打通部門與部門、行業(yè)與行業(yè)之間壁壘的關(guān)鍵手段,同時也是構(gòu)建智慧城市的基石。為確保城市功能區(qū)的連續(xù)性和各項服務(wù)的最優(yōu)化,各部門和行業(yè)之間的信息溝通變得尤為關(guān)鍵。盡管信息的流動與協(xié)同帶來了諸多便利和效益,但在實踐中也遭遇了不少難題。首要問題是,不同的部門和行業(yè)常常擁有各自的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和格式,這使得數(shù)據(jù)整合變得異常復(fù)雜,需要消耗大量的資源來解決標(biāo)準(zhǔn)不一致、格式不匹配等問題。再者,隨著數(shù)據(jù)涉及的方面越來越廣,如何在確保每個參與方的數(shù)據(jù)安全和隱私權(quán)益的同時,實現(xiàn)流暢、透明的信息交互,成為每一個智慧城市建設(shè)者都必須面對的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
2.3 保障數(shù)據(jù)安全與隱私的問題
在數(shù)字孿生城市的藍(lán)圖中,海量的數(shù)據(jù)如同城市的血液,流淌于各個系統(tǒng)和服務(wù)場景之間。這其中,既有公共性的大數(shù)據(jù),也包含著眾多的個人隱私、企業(yè)敏感信息等核心數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)環(huán)境給城市的管理者和企業(yè)帶來了一個巨大的挑戰(zhàn):如何在充分挖掘數(shù)據(jù)價值的同時,確保每一個數(shù)據(jù)的安全和隱私?
對于數(shù)據(jù)安全,尤其是在這樣一個高度連接和復(fù)雜的環(huán)境中,數(shù)據(jù)的完整性、可用性和機(jī)密性都可能隨時受到威脅。外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊、內(nèi)部的信息泄露、或是數(shù)據(jù)傳輸過程中的各種干擾,都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險增加。同時,隱私保護(hù)面臨巨大的壓力。在數(shù)字孿生城市中,數(shù)據(jù)不僅僅是靜態(tài)的記錄,它還與每個人的日常生活、行為習(xí)慣乃至思想感情緊密相關(guān)?,F(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展使得數(shù)據(jù)分析工具更加強(qiáng)大,而即便數(shù)據(jù)經(jīng)過了匿名處理,也可能被通過各種方式重新關(guān)聯(lián)、解析,從而暴露個人隱私。這種情況下,如何維持一個平衡,既充分利用數(shù)據(jù),又不侵犯到每個個體的隱私,無疑是巨大的挑戰(zhàn)。
3" "數(shù)字孿生城市企業(yè)管理的新范式
3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策制定
(1)實時數(shù)據(jù)流的捕捉與處理可以為企業(yè)提供決策支持基礎(chǔ)。在數(shù)字孿生城市中,各類傳感器、監(jiān)控設(shè)備和信息系統(tǒng)持續(xù)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅包括結(jié)構(gòu)化的文本、數(shù)字,還涵蓋了圖像、聲音、視頻等多模態(tài)信息。通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)捕捉和處理技術(shù),如流數(shù)據(jù)處理、邊緣計算等,企業(yè)能夠?qū)崟r獲取對其業(yè)務(wù)至關(guān)重要的信息,從而更加迅速地響應(yīng)市場變化,調(diào)整策略,或者發(fā)現(xiàn)潛在的商機(jī)。
(2)基于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高級分析技術(shù)可以為決策制定提供支持。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析往往局限于描述性和診斷性分析,而在數(shù)字孿生城市的環(huán)境下,預(yù)測性和規(guī)范性分析變得尤為重要。利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和其他先進(jìn)的算法,企業(yè)不僅可以預(yù)測未來的市場走勢、客戶需求或潛在風(fēng)險,還能為其提供最優(yōu)的策略建議。
3.2 智能化的業(yè)務(wù)流程與自動化的任務(wù)執(zhí)行
在數(shù)字孿生城市中,企業(yè)管理的核心動態(tài)正在向智能化和自動化轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變旨在通過數(shù)字技術(shù)將業(yè)務(wù)流程和任務(wù)執(zhí)行效率最大化,從而釋放人力資源,使其更加聚焦于創(chuàng)新和戰(zhàn)略決策。智能化的業(yè)務(wù)流程是企業(yè)在數(shù)字孿生環(huán)境中獲得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵所在。通過利用先進(jìn)的人工智能技術(shù),如機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),企業(yè)可以對其業(yè)務(wù)流程進(jìn)行深度優(yōu)化。例如,供應(yīng)鏈管理可以通過實時數(shù)據(jù)分析來預(yù)測潛在的供應(yīng)短缺,從而提前采取措施??蛻舴?wù)部門可以使用智能助手或聊天機(jī)器人來處理常見的查詢和請求,從而釋放客服團(tuán)隊去處理更復(fù)雜或需要更高級別專業(yè)知識的問題。同時,自動化的任務(wù)執(zhí)行則是數(shù)字孿生城市企業(yè)追求高效率的必經(jīng)之路。依托先進(jìn)的機(jī)器人流程自動化(RPA)技術(shù),許多日常重復(fù)性高且勞動強(qiáng)度大的任務(wù)現(xiàn)在可以被自動執(zhí)行。這不僅可以提高工作效率,還可以確保任務(wù)執(zhí)行的準(zhǔn)確性和一致性。
3.3 企業(yè)與城市的緊密融合并共同發(fā)展
隨著城市的數(shù)字化進(jìn)程加速,大量的數(shù)據(jù)流開始涌入城市管理系統(tǒng),從交通、能源到市政服務(wù)等各個方面。企業(yè)作為這些數(shù)據(jù)的主要生產(chǎn)者和用戶,與城市管理部門形成了前所未有的緊密協(xié)作。例如,一家物流公司可以與城市交通部門分享其車輛的實時位置和路線信息,從而得到最優(yōu)的交通路線推薦,減少擁堵和碳排放。同時,隨著技術(shù)的進(jìn)步,企業(yè)的業(yè)務(wù)模式也在發(fā)生變革。許多傳統(tǒng)企業(yè)開始將其業(yè)務(wù)擴(kuò)展到與城市應(yīng)用相關(guān)的新領(lǐng)域,如智能交通、智能電網(wǎng)和智慧醫(yī)療等。而這些新業(yè)務(wù)的成功實施,往往需要城市管理部門的支持和合作。在這個過程中,企業(yè)和城市形成了一種新的合作關(guān)系,它們互相依賴、共同發(fā)展。在數(shù)字孿生城市中,企業(yè)不僅僅追求經(jīng)濟(jì)利潤,更注重其對城市的長遠(yuǎn)影響。這種變化使得企業(yè)更加關(guān)心城市的可持續(xù)發(fā)展,努力減少其業(yè)務(wù)活動對環(huán)境的負(fù)面影響,并積極參與到城市的公益事業(yè)中。
4" "結(jié)束語
數(shù)字孿生技術(shù)所帶來的實時模擬與預(yù)測能力,為企業(yè)提供了對市場變化的前瞻性洞察能力,使其能夠更快速地做出反應(yīng)。而城市作為多元化的社會生態(tài),為企業(yè)提供了更廣闊的合作空間和創(chuàng)新土壤。未來的企業(yè)不僅需要與傳統(tǒng)的商業(yè)伙伴保持緊密合作,還需要與城市管理者、公共服務(wù)部門乃至普通市民進(jìn)行交流與合作,共同創(chuàng)造新的價值。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐波,孫啟偉.水利企業(yè)數(shù)字孿生工程與企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型融合建設(shè)的幾點思考[C].2023(第十一屆)中國水利信息化技術(shù)論壇論文集,2023.
[2] 劉晗.基于數(shù)字孿生優(yōu)化供應(yīng)鏈成本管理研究[D].大連:東北財經(jīng)大學(xué),2022.
[3] 劉亮,姚春琦,李曉梅.面向智能制造全價值鏈的精益數(shù)字孿生體[J].機(jī)械設(shè)計,2022(1):65-69.
[4] 鄭騫,牛健.?dāng)?shù)字化企業(yè):資金管理逐漸趨近數(shù)字孿生[J].中國總會計師,2020(7):14-15.
基金項目:本文系河南省軟科學(xué)研究計劃項目“河南省數(shù)字孿生城市建設(shè)研究”(課題編號:232400411051)階段性研究成果;河南省高等學(xué)校重點科研項目(課題編號:22B120004)階段性研究成果。
作者簡介:謝" 磊(1982-),男,苗族,河南信陽人,副教授,碩士研究生,研究方向為電子商務(wù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)。
劉" 暢(1983-),女,河南信陽人,副教授,碩士研究生,研究方向為非線性動力學(xué)。