數(shù)字孿生技術(shù)前景廣闊

【現(xiàn)象】不久前的長(zhǎng)三角一體化論壇上，工信部相關(guān)負(fù)責(zé)人提出，要面向重點(diǎn)行業(yè)產(chǎn)品全生命周期打造數(shù)字孿生系統(tǒng)，從而讓人們?cè)俅伟涯抗饩奂綌?shù)字孿生這一新生事物上。這一概念的提出，最初是為了解決航空航天飛行器的健康維護(hù)與保障問(wèn)題，通過(guò)為每架飛機(jī)建立一個(gè)“數(shù)字鏡像”，使得飛機(jī)的真實(shí)狀態(tài)能通過(guò)傳感器與數(shù)字傳輸實(shí)現(xiàn)完全同步，從而及時(shí)分析評(píng)估飛機(jī)是否要維修、能否承受下次任務(wù)載荷等。如今，數(shù)字孿生技術(shù)被認(rèn)為可以更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

【點(diǎn)評(píng)】數(shù)字孿生，按字面意思，就是為真實(shí)的物理世界搭建一個(gè)高度鏡像化的數(shù)字世界。一臺(tái)機(jī)器設(shè)備狀況如何，可以通過(guò)數(shù)字世界清晰感知，就像照鏡子一樣。對(duì)于制造業(yè)而言，這意味著設(shè)備維護(hù)的透明性大大增加，“全生命周期管理”將變得可能。

2019年，數(shù)字孿生技術(shù)廣受關(guān)注，也是由新聞事件推動(dòng)的。2018年底到2019年初，波音737 MAX 8型飛機(jī)接連出現(xiàn)兩次墜毀事故，引發(fā)了人們對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)的關(guān)注：如果能為物理世界找到一個(gè)數(shù)字映射，能讓飛機(jī)故障被及時(shí)察覺(jué)，甚至被預(yù)測(cè)到，讓維修變得更精準(zhǔn)，將有效避免事故的發(fā)生。

2013年，一些國(guó)家就將數(shù)字線索和數(shù)字孿生視為“改變游戲規(guī)則”的重大機(jī)遇。有的跨國(guó)公司則將其作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要概念，力圖通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，完整透視物理世界機(jī)器實(shí)際運(yùn)行的情況。還有的公司將數(shù)字孿生視為“智能互聯(lián)產(chǎn)品”的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，期待智能產(chǎn)品的每一個(gè)動(dòng)作，都會(huì)返回到設(shè)計(jì)師的電腦，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的反饋與優(yōu)化。

嚴(yán)格地說(shuō)，數(shù)字孿生的成立與成熟，有賴大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等一系列技術(shù)的集成。以一架運(yùn)行中的飛機(jī)為例，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，不僅要獲得這架飛機(jī)的歷史數(shù)據(jù)，也要通過(guò)大量傳感器獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這對(duì)于數(shù)據(jù)的收集、整合，以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷继岢隽颂魬?zhàn)，是一項(xiàng)龐大且成本高昂的系統(tǒng)工程。

雖然目前還只能在有限場(chǎng)景中應(yīng)用，但人們相信，數(shù)字孿生技術(shù)前景廣闊。隨著技術(shù)不斷演進(jìn)，精密機(jī)械的增加，數(shù)字孿生發(fā)揮重要價(jià)值的應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)相應(yīng)增加，其性價(jià)比也將不斷提高。比如，在技術(shù)設(shè)計(jì)和測(cè)試時(shí)，數(shù)字孿生可以讓很多由于物理?xiàng)l件限制、依賴于真實(shí)的物理實(shí)體而無(wú)法完成的操作變成可能；再比如，當(dāng)數(shù)字孿生技術(shù)能應(yīng)用于造價(jià)不菲的航天器、核電站時(shí)，這些設(shè)施的壽命與安全都將得到進(jìn)一步提升。

人類對(duì)于一個(gè)更精確的世界，從未停止過(guò)追求。從幾百年前人工繪制的世界地圖，到如今完全數(shù)字化的地球儀，人類對(duì)世界精度的呈現(xiàn)早已不可同日而語(yǔ)。而從平面到立體再到實(shí)時(shí)，這一精度還在不斷拓展。或許在不久的將來(lái)，人類能將整個(gè)物理世界發(fā)生的一切，呈現(xiàn)在數(shù)字空間中。對(duì)此，我們不妨保持更加開(kāi)放的態(tài)度。