漫威著名IP《鋼鐵俠》系列電影里有一幕十分經(jīng)典。
托尼·史塔克在設(shè)計(jì)、改進(jìn)和修理鋼鐵俠戰(zhàn)衣的時(shí)候，并不是在圖紙或?qū)嵨锷线M(jìn)行操作，而是通過(guò)一個(gè)虛擬的影像映射來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)流程下來(lái)，一個(gè)可視化、智能化、數(shù)字化的設(shè)計(jì)場(chǎng)景清晰地呈現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)者的眼前。
這一幕，是人類(lèi)對(duì)于未來(lái)設(shè)計(jì)場(chǎng)景最經(jīng)典的幻想。
實(shí)際上，不僅僅是在《鋼鐵俠》系列電影有所展示，在大部分的科幻電影里，通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界在虛擬世界的映射，進(jìn)而輔助主角來(lái)完成場(chǎng)地觀測(cè)或工程設(shè)計(jì)的場(chǎng)景，很是常見(jiàn)。
這一幕，在目前人類(lèi)的實(shí)踐中，也有一個(gè)特定的概念，即數(shù)字孿生。
在國(guó)內(nèi)，隨著新基建的推動(dòng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱度持續(xù)升高。作為智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字孿生也在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)探索的過(guò)程中受到更多的關(guān)注，并逐漸向智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧建筑等領(lǐng)域擴(kuò)展，成為當(dāng)前科技領(lǐng)域的一大重點(diǎn)概念。
一、由“重”轉(zhuǎn)“輕”，「數(shù)字孿生」不可缺位
數(shù)字孿生，在普遍的認(rèn)知里，更多是一個(gè)基礎(chǔ)性質(zhì)的概念。
這一點(diǎn)可以從它的定義上來(lái)判斷。以目前廣泛采用的定義來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生是指利用數(shù)字技術(shù)對(duì)物體、系統(tǒng)、流程的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)映射，完成虛擬仿真的過(guò)程。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是以數(shù)字化的形式對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)體和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的虛擬仿真。
而對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等未來(lái)的智能領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，虛擬仿真是必要的環(huán)節(jié)。因?yàn)椋@解決的將是工業(yè)領(lǐng)制造、城市管理、醫(yī)療創(chuàng)新等領(lǐng)域由“重”轉(zhuǎn)“輕”的難題。
簡(jiǎn)單以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，若是要檢修一臺(tái)大型設(shè)備，現(xiàn)實(shí)世界需要考慮停工的損益、設(shè)備的復(fù)雜構(gòu)造等等問(wèn)題，再安排人員進(jìn)行實(shí)地的排查檢測(cè)。毋容置疑，這是一個(gè)“重工程”。
但是，一旦實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，檢測(cè)人員即可通過(guò)對(duì)“數(shù)字孿生體”的數(shù)據(jù)反饋，即可判斷現(xiàn)實(shí)實(shí)體設(shè)備的情況，完成排查檢修的目的。甚至在這個(gè)過(guò)程，都不需要停工，輕松完成。
如此來(lái)看，數(shù)字孿生在未來(lái)發(fā)展的基礎(chǔ)性與重要性不言而喻。
除此之外，從另一方面，我們也能看到，數(shù)字孿生與很多新興技術(shù)的關(guān)聯(lián)性是很強(qiáng)的，比如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等等。
但是，兩兩之間又是有所區(qū)別的。
比如數(shù)字孿生與物聯(lián)網(wǎng)。若要實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，必須借助傳感器運(yùn)行、更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)反饋到數(shù)字系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在虛擬空間的仿真過(guò)程。也就是說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的必然條件。
只要現(xiàn)實(shí)中的物體聯(lián)了網(wǎng)，能實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，才能對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生。
再比如數(shù)字孿生與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)。在虛擬空間模擬出來(lái)的模型或鏡像，如何呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，這便可以考慮用到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)。那么，可以這樣理解，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)是數(shù)字孿生的輸出方式。
《鋼鐵俠》系列電影里，用到的就是這樣的一個(gè)方式，數(shù)字孿生的“鏡像”通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)呈現(xiàn)給托尼·史塔克，幫助他直觀地對(duì)戰(zhàn)衣進(jìn)行解構(gòu)、設(shè)計(jì)、升級(jí)等等。
可以說(shuō)，數(shù)字孿生在未來(lái)的技術(shù)矩陣?yán)飳⑻幱谝粋€(gè)非?；A(chǔ)的位置。而在新技術(shù)的價(jià)值閉環(huán)上，數(shù)字孿生也承擔(dān)著關(guān)鍵的一環(huán)。
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