全新的物聯網時代數字孿生技術在其中扮演著怎樣的角色？

作者：由學習者發表于攝影時間：2021-12-23

ZTMAP2021-12-23 15:05:19

現階段，

數字孿生技術（ztmapinfo.com.）

不只運用在加工製造業，它早已徹底進入了物聯網，人工智慧和大資料分析的融合世界。伴隨著更復雜的“事物”與生成資料的能力關聯在一起，擁有數字等同物使大資料工程師和其他的IT技術專業人員，能夠以最高的效率最佳化部署虛擬場景。

1、到底什麼是數字孿生？

數字孿生是充分運用物理模型、感測器更新、執行歷史等資料，整合多學科、多物理量、多尺度、多機率的模擬模擬過程，在虛擬空間中進行對映，從而反映相對應的實體裝備的全生命週期過程。

數字孿生技術早已拓展到包含建築物，工廠甚至是城市等大型專案，有些人說流程可以擁有數字孿生，從而更進一步拓展了這個概念。這個想法最先出現在NASA：最早的時候太空艙的詳細模型在地面上用於映象和診斷軌道中的問題，最終被全數字模擬所替代。

但在Gartner將“數字孿生”列入2017年十大戰略性技術趨勢之一後，這個名詞才真正的流行起來。Gartner表示，數字孿生是物理事物或系統的動態軟體模型，它依賴於感測器資料。三到五年內，數以億計的物品將由數字孿生呈現。一年後，Gartner再次將數字孿生列入主要趨勢，並預測，到2020年，預計有210億個連線的感測器和終端裝置，數字孿生將在不久的將來存在於數十億個事物中。”

其本質上，數字孿生是某種計算機程式，它將相關物理物件或系統的真實資料作為輸入，並將生成的資料作為輸出，預測或模擬物理物件或系統將怎樣遭受這些輸入的影響。

2、數字孿生怎樣工作？

數字孿生的興起是由專家（通常是資料科學或應用數學專家）建立的。這些開發人員探究了被模仿的物理物件或系統基礎的物理學，並使用該資料開發了數學模型，以模擬數字空間中的真實世界。

數字孿生的構造使其可以接收來自於感測器的輸入，這些感測器從真實世界的資料。這使數字孿生可以實時地模擬模擬物理物件，在這個過程中可以洞悉效能和潛在問題。數字孿生也可以根據其物理對應物的原型進行設計，在這種情況下，數字孿生可以在產品精製時提供反饋。在建立任何物理版本之前，數字孿生甚至是可以自身作為原型。

3、數字孿生例項

這裡有兩個數字孿生的案例——汽車和貨船——讓您瞭解潛在應用。飛機引擎、火車、輪船和渦輪機等物體，可以在實際生產之前展開數字化設計和測試。這些數字孿生也可用來協助維護操作。比如說，技術人員可以在應用物理孿生之前，運用數字孿生胎對某件裝置的建議修復展開測試。數字孿生業務應用程式存在於多個領域：

1）加工製造業是數字孿生部署最廣泛的領域，工廠早已在運用數字孿生來模擬其流程，正如德勤的案例研究。

2）汽車數字孿生之所以能夠變成可能，是由於汽車早已裝配有遙測感測器，但是伴隨著愈來愈多的自動駕駛汽車上路，健全完善技術將變得愈發重要。

3）醫療保健是產生上述數字孿生的領域。創可貼大小的感測器將健康資訊傳送回數字孿生，用來監控和預測患者的健康狀況。

4、數字孿生和物聯網

顯而易見，物聯網感測器的爆炸式增長使數字孿生變成可能。伴隨著物聯網裝置的健全完善，數字孿生方案可以包含較小和較不復雜的物件，這給企業帶來了額外的好處。

數字孿生可用來根據可變資料預測不同的結果。這類似於科幻片中經常會出現的執行模擬場景，其中在數字環境中證明了可能的場景。藉助額外的軟體和資料分析，數字孿生通常可以最佳化IoT部署以實現最高效率，並協助設計人員在實際部署之前明確應該去的地方或操作方式。

數字孿生可以複製物理物件的次數越多，發現效率和其他好處的可能性就越大。比如說，在製造過程中，儀器越高的裝置越多，數字孿生可能會更準確地模擬裝置隨時間的執行情況，從而有利於預測未來的效能和可能的故障。

6、數字孿生與預測孿生

“數字孿生”可以包含裝置說明，3D渲染以及裝置中所有感測器的詳細資訊。它不斷地生成模擬現實生活選擇的感測器讀數。”可預測孿生“為裝置的未來狀態和行為建模”。“這是基於來自其他裝置的歷史資料，這些資料可以模擬模擬故障和其他需要注意的狀況。”作為其數字孿生計劃的一部分，Microsoft正在運用該概念並將其應用於除物理產品之外的流程中。微軟表示：“流程清單是數字化轉型的下一個階段，使整個工廠和供應鏈中的產品數字孿生受益更多。”有關的白皮書重點強調了一些先進的生產製造場景。

7、數字孿生的好處

數字孿生可以實時檢視物理資產的狀況，進而從源頭上緩解維護負擔。雪佛龍公司正在為其油田和煉油廠推出數字孿生技術，預估將節省數百萬美元的維護費用。西門子表示，使用數字孿生對尚未生產製造的物體進行建模和原型設計，可以減少產品缺陷並縮短產品上市時間。

但請牢記，Gartner警告稱，“數字孿生並不是剛性需求，很有可能會增添複雜性。”對於特定的商業問題來說，數字孿生很有可能存在成本、安全性、隱私和整合等方面的問題。”

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卓朗天工2021-12-23 16:21:57

隨著物聯網的應用更加廣泛，各個領域越來越多的企業開始計劃數字孿生的部署。Gartner 的研究顯示，截至 2019 年 1 月底實施物聯網的企業中，已有 13% 的企業實施了數字孿生專案，62% 的企業正在實施或者有計劃實施。工業網際網路是數字孿生的延伸和應用，而數字孿生則拓展了企業網際網路應用層面的可能性。

隨著工信部“智慧製造綜合標準化與新模式應用”和“工業網際網路創新發展工程”專項，科技部“網路化協同製造與智慧工廠”等國家層面的專項實施，有力促進了數字孿生的發展。

數字孿生是5G賦能產業鏈上的重要一環，5G時代數字孿生不可或缺。隨著新一代資訊科技與實體經濟的加速融合，工業數字化、網路化、智慧化演進趨勢日益明顯，催生了一批製造業數字化轉型新模式、新業態，其中數字孿生日趨成為產業各界研究熱點，未來發展前景廣闊。

2020年全球互聯感測器與端點將多達超過200億，數字孿生將服務於數十億個物件。數字孿生提供了無與倫比的跟蹤、監視和診斷資產的能力，透過促進資料驅動的決策和協作、簡化業務流程和新的業務模型，改變傳統的供應鏈。

2020年全球頭部600家企業都會使用數字孿生來提供產品創新，2020年全球數字孿生市場規模達到52。2億美元，同比增長33。50%；預計2021年全球數字孿生市場規模達到74。7億美元，同比增長43。10%；到2025年全球數字孿生市場規模將突破260億美元的大關。

以數字孿生典型應用場景“智慧城市”為例。中國以“智慧城市”和“新基建”為代表的建設模式雖然起步較晚，但爆發速度前所未有。目前全球近 1000 個提出智慧化發展的城市中，有近 500 箇中國城市，佔全球數量的 48%。這為中國下一階段的城市和基礎設施發展奠定了基礎。

2019 年中國新型智慧城市規模超過 9000 億元，未來幾年將保持較快速度增長，預計到 2023 年市場規模將超過 1。3 萬億元。當前，安全綜治、智慧園區、智慧交通是智慧城市建設投入的重點，三大細分場景規模佔智慧城市建設總規模的 71%，而城市級平臺、機器人等新技術和產品則在快速落地，被更多城市建設方採納和應用。

XADtech2021-12-23 17:25:33

在新型智慧城市建設浪潮下，人工智慧和物聯網等新技術應用落地，影片識別等智慧化產品廣泛應用於城市及公共場所，共建聯合實驗室將有效助力雙方在智慧城市和數字經濟的發展趨勢中，圍繞智慧城市建設運營管理提升核心技術能力和產品能力。未來，新奧達與海康威視（002415。SZ）將共同在智慧裝置、物聯網、人工智慧等領域深度合作。包括在產品研發方面，雙方深入融合業務需求，聯合研發智慧化產品，共同打造新一代智慧物聯網產品與解決方案。同時亦會結合客戶資源和優勢，共同推進營銷策略和市場活動，以增強聯合解決方案的市場影響力和品牌競爭力。

海康威視作為國內智慧物聯網解決方案和大資料服務頭部企業，聚焦於智慧物聯網、大資料服務和智慧業務，以人工智慧賦能應用場景，以雲邊融合、物信融合、數智融合賦能企業數字化轉型和智慧城市建設，在行業佔據領先地位。而作為奧園在科技成果產業化背景下成功孵化出來的科創企業，新奧達圍繞AI人工智慧、物聯網IoT、建築/城市資訊模型（BIM/CIM）等新一代技術，以智慧城市平臺為核心，提供頂層規劃諮詢、場景應用設計、智慧平臺開發、應用軟體開發、工程實施等全產業鏈全業態服務，賦能園區、農業、水務、醫院、礦產、商業、酒店、文旅小鎮、學校、醫院等眾多業態，建設美好城市生活。

業內人士表示，城市數字化轉型、新型智慧城市建設過程中需要很多數字化工具來提升治理能力和服務水平，新奧達與海康威視攜手推動，將有利於雙方加強智慧物聯網在智慧城市領域的應用廣度與深度，讓更多企業和使用者享受到技術革新的紅利，幫助客戶實現業務價值回報。