数字孪生应用技术员主要工作（数字孪生）

一、数字孪生的概念

“数字孪生”，英文Digital Twin，英文简称DT，俗称DT技术，也称为“信息镜像模型”（Information Mirroring Model），或数字映射、数字镜像。“数字孪生”是一种形象的称呼和叫法，将其比喻成“孪生兄弟”，寓意近乎一模一样的意思。其实质是将“物理化”的物体，按照其物理运行规律和物资特性，将其随着时间的变化，将其运行情况、变化情况、衰退情况、可概率发生情况“映射”到“非物理”载体上，如软件模型等。并通过“孪生”的“非物理”载体反映“物理化”物体的状态。

二、数字孪生概念的诞生与发展

“数字孪生”的概念和技术思维模式， 2002年的时候，由美国密歇根州立大学的从事产品生命周期管理PLM的Michael Grieves教授，在一次产品生命周期管理课程中提出了镜像空间模型。 Michael Grieves 将其命名为“信息镜像模型”（Information Mirroring Model，简称IMM），而后按照其技术路线和作用，演变为“数字孪生”的术语和概念。数字孪生也被称为“数字双胞胎”和“数字化映射”。

“数字孪生”技术是在 MBD （MBD技术也称为三维标注技术）基础上深入发展起来的，企业在实施基于模型化系统工程（MBSE）的过程中，产生了大量的物理的模型、数学的模型，这些模型为数字孪生的发展奠定了基础。

“数字孪生”的源头其实是物理孪生（Physical Twin），本质上来说，数字孪生是一种数字信息代替物理实体的彩排和推演，让数字化价值真正得到体现。

“数字孪生”技术目前也用来模拟、推演一个企业的厂房及产线运行情况，在厂房没有建造之前，就完成厂房的数字化“映射”模型。从而在虚拟的“映射模型”中对工厂进行运行状态仿真模拟，并将模拟参数传给实体工厂建设。而在工厂和产线建设完毕之后，以及在日后的运行和维护中二者继续进行信息交互。

需要特别说明的是：“数字孪生”技术（Digital Twin）不是分子空间结构管理的工具，不是产品或“手板”的3D尺寸模型，更不是产成品的MBD定义。

三、国外关于“数字孪生”（Digital Twin）技术的应用实践

2012 年 美国空间宇航局（NASA）结合其应用实践，给出了“数字孪生”的定义：“数字孪生”是指充分利用物理模型、传感器、物体运行历史数据，集成多种类学科、多尺度的物理仿真过程，将实体产品的运行状态“映射”镜像反映在虚拟的、可视化的载体上，以此模拟“物理实体”的全生命周期或过程。

美国国防部最早提出利用“数字孪生”（Digital Twin）技术，用于航空航天飞行器的运行健康维护与保障模拟试验。其应用是在“数字模拟载体”上建立“物理飞行器”的“映射”模型，并通过物理传感器和数据“沉积”实现“映射模型”与“物理飞行器”真实状态完全同步，并根据飞行器现有情况和过往载荷，及时分析、推演、评估是否需要维修，及其能否承受下次的任务载荷等。

四、国内关于“数字孪生”（Digital Twin）技术的应用实践

国内最早将“数字孪生”（Digital Twin）技术引进，并应用于教学的是重庆邮电大学，该大学也是最早将“数字孪生”（Digital Twin）技术应用于科研、实践的大学之一。

杭州智林企业管理咨询在为客户提供服务的过程中，亲身经历和参与了某企业数字孪生技术的理论分析及论证，技术引进、技术应用、技术实践和改进工作，现将该项目案例的情况概括讲述。

该技术应用企业为某电网公司，该电网公司在很多地区设有高低压变电站，在变电站的建设，尤其是维护过程中，需要定期“开挖”变电站“预埋坑”，通过定期的“开挖”，来观察、检查变电站地下设施和设备的“物理衰退”和腐蚀情况，以此来判断设施和设备的使用年限。变电站的定期“开挖”费用动则上百万，费时、费事、费力、费钱。该企业引入“数字孪生”技术后，无需再进行变电站的现场“开挖”工作，大大降低了变电站的维护成本。

总结；智林咨询通过数字孪生技术的参与和实践，认为在现阶段，“数字孪生”（Digital Twin）技术更多的是运用在企业主观和主动有“数字孪生”（Digital Twin）技术诉求的企业，并不适合将数字孪生技术应用在被动“数字孪生”应用的企业，比如讲“数字孪生”应用技术应用在中小企业的产线，用于观察产线状态，实则投入远远大于实际应用带来的受益。