从2017年和2019年Gartner将数字孪生（Digital Twin）作为十大战略性技术发布以来，数字孪生正在从虚拟产品生命周期管理、工业物联网专业技术，发展为企业数字化的核心通用技术。作为企业数字化通用技术，数字孪生为企业的运营创新、产品与服务创新、商业模式创新、管理创新带来了新的机会，本文结合PLM、工业互联网及企业领域数字孪生技术的发展演进探讨如何规划和实施企业数字孪生战略。
数字孪生的技术演进：从虚拟产品技术到数字化战略技术
2021年上海车展特斯拉车主维权事件中，特斯拉分别向市场监管部门、维权的张女士发送了整理为Excel表格的48页6697组后台服务器数据，详细记录了车主在事故前30分钟的车辆状况和驾驶动作。
特斯拉的用户不仅可以通过特斯拉的数字孪生追溯设备的过去和当前使用状况，还可以发现，在使用过程中，特斯拉 汽车 的功能似乎越来越智能，特斯拉 汽车 似乎会越来越懂你。特斯拉通过数字孪生给用户提供了一种“持续智能”，可以持续适配用户、持续优化。特斯拉通过这种服务，每年可以从每辆特斯拉获得超过1200美元的收入。
要构建类似特斯拉这样的数字化产品、服务和商业模式，首先需要理解数字孪生技术的由来、发展及持续演进。数字孪生迄今经历了三个演进阶段：
1、虚拟产品管理发展阶段
2003年迈克尔·格里夫斯（Michael Greives）第一次提出将数字孪生（Digital Twin） 作为PLM的一个概念模型，将虚拟产品纳入PLM的管理范畴，重新定义了PLM。到2011年NASA将“数字孪生”（Digital Twin）列入美国航空航天发展规划，这个阶段是数字孪生的概念形成阶段。这个阶段数字孪生主要被定位为下一代PLM系统的“虚拟完美模型”（Virtually perfect Model）。
2、工业互联网发展阶段
2011年以来，GE公司发布雄心勃勃的工业互联网计划，随后，在GE和西门子、PTC等公司的倡导和支持下，数字孪生作为工业互联网的核心技术得到了前所未有的重视，这个阶段，无论是GE、PTC还是西门子，都不仅将数字孪生用于CAD、CAE、PLM等虚拟产品系统工程，还在设备（APM）、过程控制、网络等工业互联网各个领域以数字孪生和数字主线作为核心技术支持，各个厂商分别发布了设备、网络、过程、产品、生产、运营等不同应用场景数以百万计的数字孪生体。数字孪生通过工业互联网的发展进入到商用阶段，不过迄今大约只有1%的企业资产应用了数字孪生技术。
3、数字化战略技术发展阶段
2017年Gartner将数字孪生列入10大战略技术趋势，数字孪生从工业互联网的核心技术进一步发展为基于物联网的智慧城市和企业数字化的核心战略技术。数字孪生作为战略技术，从复杂系统工程（iMBSE）和工业互联网等特定领域发展为智慧城市和企业的数字化基础设施。Gartner数字孪生分为离散数字孪生、组合数字孪生、组织数字孪生三个基本类型。产品数字孪生也好，设备数字孪生也好，实际都是一种离散的数字体，这样的数字孪生的作用是局部的，Gartner的建议实际是将这种离散的数字孪生能力“组装”起来，打造具备特定的业务模式和运营模式的组织数字孪生（DTO），让企业具备数字孪生的持续智能能力。这样，数字孪生就成为企业数字化的一种核心战略技术。
数字孪生实施路线：从离散可视、数据驱动到持续智能
数字孪生的概念虽然出现已久，但是在企业数字化转型中的应用还刚刚开始，即使引入数字孪生的企业也还处于试点和 探索 阶段。但是在未来一年内，65%的大型企业都表示会投入启动数字孪生项目。未来两到三年，是企业数字孪生建设的战略机遇期，有的放矢的拟定数字孪生战略，无疑将获得先行优势。
目前推行数字孪生的制造企业，基本有两条战略实施路线，一条是从产品数字孪生开始，基于产品数字孪生，实现虚拟样机、虚拟仿真，缩短产品研发周期，降低产品研发成本。典型代表是中车集团如中车株机；一条是设备和车间数字孪生开始，基于设备和车间数字孪生，实现透明化的装备生产、运维和服务。典型代表是树根互联参与的三一重工8号工厂；
从企业战略发展角度，为了实现通过数字孪生构建未来的竞争优势，企业的数字孪生的战略可以按照四个步骤展开：
1、第一阶段：实现离散数字孪生的连接与可见
离散数字孪生,是实现设备、人员等单一的资源数据连接和数据可视以实现资源优化的单一数字孪生体。这一阶段，基于边缘网络技术、设备及资源管理系统，通过选定的设备、流程、系统的数字化连接和数据采集、数字化标识、数字化监测，实现数字化设备、流程和系统的诊断、描述性分析和预测；目前在不少企业推行的RPA（流程机器人）其实也是一种离散数字孪生的应用。设备的离散数字孪生未来将主要通过设备供应商提供；流程的离散数字孪生主要通过应用软件服务商提供；
2、第二阶段：实现复合数字孪生的互联与数据驱动
复合数字孪生是基于内部离散数字孪生和外部数据资源复合而成的数字孪生体，如一条产线，一个端到端的服务线。数字孪生的复合过程不是简单的数据互通，包括基于 历史 数据的机器学习和模型训练、基于实时数据的模型实时运行和监测。所以复合数字孪生的能力是需要通过一个包括AI和大数据能力在内的物联网平台实现的。符合数字孪生一般通过企业个性化定制实现。
3、第三阶段：实现企业数字孪生的数据驱动与持续智能
企业数字孪生（DTO）重点是面向企业全流程，通过数据孪生监测和驱动的业务运行，形成一种可以持续自动采集、自动分析、自主执行、自主决策的数据驱动闭环。在2020年的战略技术趋势预测中，Gartner提出了一个“持续智能”的新概念刚好可以解释企业数字孪生的价值。持续智能指的是基于数字化在线平台实时获取数据流，实时进行情景分析并给出响应方案，实现决策与运营的一体化。企业数字孪生的的建设是一个系统工程，基本的建设内容包括全价值链的数据获取、模型构建、数据监测及支持持续智能的数据与分析平台建设。这种需求很多企业都是存在的，不过大多数企业因为不了解企业数字孪生的概念，可能将这个项目简单等同于大数据中心。
4、第四阶段：实现数字孪生的生态服务与价值共生
将产业上下游的数字孪生组织集合起来，就成为以链主为核心的产业数字孪生，如 汽车 制造商上下游数字孪生体集合起来就可以构成一个包括消费者、供应商、4S店及 社会 服务资源在内的 汽车 产业数字孪生。产业数字孪生将改变传统的产业协同关系，衍生出全新的基于数据和智能的生他服务和价值共生模式。个性化订制、网络化协同最终将体现在客户参与数字孪生、生态伙伴共享产业数字孪生的价值。
数字孪生的创新策略：模型驱动、架构引领， 探索 中前进
从离散数字孪生，复合数字孪生到企业数字孪生、生态数字孪生，数字孪生在企业的应用深度不断加深、实施的复杂性和应用的难度也会逐级加大。在实施的过程中必然面临不确定的风险，在行业内实际还缺少行之有效的数字孪生实施方法。
在复杂系统工程领域，有基于模型的系统工程方法（iMBSE）对产品定义、领域建模与仿真给出了方法论指导；
在虚实融合的数字化方法论层面，德国工业40参考架构、中美工业互联网参考架构也已经发表了发表了相关的架构框架。
但是在企业数字孪生领域，在面向企业运营和流程优化领域，原有的BPM（业务流程管理）的方法论已经不能支持模型驱动、虚实融合的数字化业务模式和运营模式创新需求，企业需要新的业务和运用模式优化方法论。
作者：金蝶软件（中国）有限公司
组稿：李艾离
本文内容仅代表作者观点，不构成购买或投资建议。
简单的说，数字孪生是物联网设备的数字化。数字孪生通过使用传感器收集有关物理项目的实时数据，充当物理世界和数字世界之间的桥梁。然后，这些数据用于创建项目的数字副本，从而允许对其进行理解、分析、 *** 作和优化。
多年来用于描述数字孪生技术的其他术语包括虚拟原型、混合孪生技术、虚拟孪生和数字资产管理。即物理对象的虚拟映射，在问题发生之前先发现问题，监控在虚拟模型中物理对象的变化，诊断基于人工智能的多维数据复杂处理与异常分析，并预测潜在风险，合理有效地规划或对相关设备进行维护。Hightopo 作为数字孪生技术的排头兵，致力于通过新一代科技手段，提升城市科学化、精细化、智慧化的治理及运行。
拥有三维仿真技术，自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎，为 Web 可视化提供了丰富的展示形式和效果。
在工业领域，通过数字孪生技术的使用，将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。一 一应对虚拟资产的实际资产，使资产管理三维可视化运营维度更加直观。全域感知、运行监测，并整合历史积累数据进行运算，还要做到快速及时地输出信息。
通过数字孪生技术，不仅能够对工厂设备进行监测，实现故障预判和及时维修，还可以实现远程 *** 控，远程维修，极大降低运营成本，提高安全性。
值得关注的是，在国家新基建政策推动下，5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等通讯网络基础设施以及人工智能、云计算、区块链等新技术基础设施正在高速发展与完善，这样的发展会极大促进中小企业集体性加快信息化的步伐和自动化水平的提升，并给中小企业带来虚实结合的平台基础，特别工业互联网的发展给中小企业应用数字孪生技术带来了更多的可能性。相信用不了多久，中小企业也一样可以用数字孪生技术来为企业赋能，降本增效！
且由于数字孪生具有将虚拟空间和物理实体紧密融合的特点，所以在 5G 技术下，数字孪生将更容易落地。
智慧城市是指依托先进的信息技术和智能化手段，对城市的各种资源、设施、服务进行感知、收集、处理、分析和整合，以提高城市的运行效率、服务水平和生态环境质量的现代化城市。同时，数字孪生技术可以将城市的各种数据进行虚拟建模，提供全方位的城市管理决策支持。
数字孪生可视化可以将数字孪生模型以可视化的形式呈现出来，使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。可以将城市的各种数据进行虚拟建模，实现可视化呈现，使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。通过数字孪生技术的应用，城市的各种资源、设施、服务可以进行感知、收集、处理、分析和整合，提高城市的运行效率、服务水平和生态环境质量，实现智慧城市的建设。
将城市的各种数据进行虚拟建模，并且实现可视化呈现，使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。在这个基础上，城市管理者可以通过数字孪生技术的应用，进行更加精细化、高效化的管理决策，提高管理决策的准确性和可行性。解决城市管理中的许多难题，例如城市交通拥堵、环境污染、自然灾害等。让城市管理者更加全面地了解城市的状况，从而制定更加精细化、高效化的管理策略，提高城市运行效率和管理水平。
IOC 智慧城市智能运营中心大屏结合 GIS 地图，以城市地图为背景，辅以左右两侧 2D 面板进行展示。分别从城市综合、生态文明、社会治理、文化旅游四个方面对整座城市进行运营整合，全方位掌控城市运行状况，及时做出运营策略调整。
通过人口普查将性别、年龄、民族、迁移流动、社会保障、婚姻生育、住房情况等人口信息上传到Hightopo可视化大屏。运用图形化的手段清晰有效地将数据信息进行解读和传达，了解人口总量，掌握人口规模的变化趋势；分析人口结构和分布状况、人口迁移流动状况，人口结构演变和人口社会变迁等情况，挖掘数据背后的价值。充分利用互联网云技术、云服务和云应用完成数据处理工作。
将政务数据接入可视化大屏，统计税务信息来源比率分析手动填报、来文上报数据量；税管、人社、工商、招商、国土等的数据统计量和落实量采用柱状图进行对比，提醒落后企业加快数据上传；统计局、市场监管局、民政局、交管局等的提供目录量和需求目录量对比。
对接公安系统、消防系统、医疗系统，全方面支持对城市公共安全各领域运行态势进行实时监测与可视分析。为雪亮工程、天网工程、公安数字运维、社区安全管理等行业提供可视化管理工具。界面还支持展示了台风路径图的实时动画并且提供了实时信息交互功能，HT 的 3D 引擎支持画面的动态数据，客户只需要轻轻点击路径图，便可以获取实时台风动态信息。在此基础上还可以调取应急指挥知识库，选择合适的方案进行部署。
地下综合管廊内有专做的生活污水雨水管路，也有专业的排水管道配套设施，遇上城市污水管不能马上泄水时候，可以立即借助地下综合管廊的较大空间来实现排洪。通过液位检测系统快速确定液位高低，并发送数据至 HT 监控中心。如液位过高可实时调整水泵运行状态，有效降低管廊维护成本，提高效率。
实现上海市地图的精确还原。GIS 引擎，能够与 3D 场景准确同步。将上海市 16 个区的垃圾分类情况分别统计，有针对性地进行查看。2021 年下半年度上海全市 16 个区和 220 个街镇的生活垃圾分类实效均达到“优秀”水平。各区中，嘉定区、杨浦区考评成绩稳居前两名。
将智慧监控数据、传感设备数据接入可视化大屏，可在垃圾分类处理控制中心查看当日全市垃圾投放总量和垃圾回收率。通过可视化大屏的信息统计，再结合大数据、云计算等技术可获得垃圾管理社会成本，实现精细化管理和降本增效。
管理者可以更加全面地了解城市的状况，制定更加精细化、高效化的管理策略，提高城市运行效率和管理水平，实现智慧城市的建设。
数字孪生平台是一个物联网(IoT)平台，使您能够创建现实世界的事物、地点、业务流程和人员的数字表示。其实，易云维®的iFMCS厂务监控系统是一个BIM+IOT数字孪生技术为依托的物联网平台；
官方又叫工厂运维智能管理云平台，已获得国家计算机软件著作权登记证书（软著登字号2020SR1790844），由能迪科技集团旗下广州能迪云服务科技有限公司登记注册，能迪科技运营；它是包括变配电子系统、给排水子系统、空压子系统、通风子系统、制冷子系统、空调子系统、智能照明子系统、电梯系统等集监测、计量、控制、管理于一体的设备管理系统；以及具有工厂三维可视化、ERP管理、生产管理、能耗管理、安防管理、环境管理、智能运维等功能的物联网平台；可实现个设备子系统的远程集中监控，提高各子系统负荷随动的自动化程度；提升各子系统的运行可靠性；提升生产管理能效；通过能源消耗统计、分析，促进企业节能减排；为企业打造全厂信息化管理的智能工厂。目前已经在三诺生物iPOCT产业园、海天调味食品、广东览讯冷却塔工厂等这些行业标杆企业应用多年。
球知名的未来学家Thomas Frey预测，到2022年，85%的物联网平台将使用某种数字孪生技术进行监控，并且在智能家居管理中心、工业设备监控、远程 *** 控、智慧城市管理、现实世界 探索 、 健康 监测与管理、大脑活动的监控与管理等七个方面极大改变现有的工作和生活方式。
此套《数字孪生技术与工程实践》课件非常 系统全面， 值得收藏学习！
资源目录
第1章：数字孪生的发展
11 物理孪生和数字孪生
12 数字孪生的概念
13 数字孪生的特征
14 数字孪生体的生命周期
15 数字孪生的应用
16 数字孪生的发展
第2章：数字孪生相关技术和一般架构
21 数字孪生的技术基础
22 数字孪生推动力——新兴信息技术
23 数字孪生系统的一般架构
第3章：面向智能制造的数字孪生生态
31 智能制造与智能工厂
32 基于数字孪生的智能制造
33 制造数字孪生生态
第4章：数字工厂和数字孪生工厂
41 数字化工厂规划与数字化工厂建设
42 工厂数字孪生系统中的模型和数据
43 工厂数字孪生系统的特点与结构
44 工厂数字孪生系统的构建
第5章：基于数字孪生的智能建造与智慧城市
51 基于数字孪生的智能建造
52 基于数字孪生的智慧城市
53 数字孪生城市应用案例
第6章：数字孪生的智能化应用
61 知识及其表达
62 模型和数据双驱动的优化
62 模型和数据双驱动的优化
64 基于数字孪生的装配优化
65 基于数字孪生的设备维护
第7章：数字孪生系统开发和应用案例
71 利用Unity开发数字孪生应用的准备
72 智能车间数字孪生系统实施案例
73 数字孪生生产系统中VR/AR可视化应用
资料共计287页，受篇幅限制，每章仅展示部分
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