“數字孿生”一詞最早出現在美國國家航空航天局（NASA）在2010年的《技術路線圖》報告中，一個用于描述太空旅行的工具。而大約十年后，“數字孿生”已成為關鍵工具，正在向人們展示全球工業4.0在數字孿生技術方面的發展：從自動化到自主。我們談論的是第四次工業革命中的“數字化轉型” ，但是“數字化”自第三次工業革命以來就已經存在。數字化包括：基于規則的計算形式，其反應就像右腦邊緣系統。到現在與眾不同的是，數字化可以學習，適應和發展見解，使行業能夠感知，分析，行動和優化。數字孿生技術是這一發展的基本要素。什么是數字孿生？讓我們從NASA的原始定義開始，到今天它仍然非常準確：“使用最佳可用物理模型對對象或系統進行超現實的數字仿真。考慮連續不斷的傳感器更新和完整的歷史數據，以反映現實世界中孿生的生命。數字孿生通過推薦使用情況的變化來減輕損壞或降級，并提高任務成功的可能性。”

    “Digital Twin”聽起來很簡單

    簡單地說，數字孿生聽起來沒有什么，直到人們考慮到受益于數字孿生技術的各種用途的行業的廣度和數量：

    航空航天與國防、農業、建筑業、礦業、

    汽車與運輸、電子產品、機械/設備制造、

    能源與公用事業、金融服務、

    醫療保健與生命科學 、零售、消費品

    列表是廣泛的，幾乎涵蓋了所有行業。在這些行業中，數字孿生技術用于以下方面：

    生命周期文檔、3D表示、培訓、模擬、

    預警和預測、模型同步、可視化、監控方式、

    連接分析、控制

    當人們在眾多地方考慮到驚人的數字使用方式時，數字孿生技術的力量就變得顯而易見。強大的功能是工業4.0從自動化到自主發展的必不可少的要素。蓬勃發展的智能制造應依賴于數字孿生的三種基本類型，它們涵蓋了產品生命周期的關鍵階段：（1）產品的數字孿生產品的數字孿生模型可在各種場景下模擬任何物理對象的性能，從而消除了多個原型并最大程度地縮短了總開發時間。因此，制造商可以在虛擬環境中添加所需的調整，以在產品上線之前測試和驗證產品的功能，安全性和質量。作為最大的航空航天制造商之一，波音公司創建了其飛機的數字孿生，從而使整個飛機生命周期內的質量和性能提高了40%。（2）生產的數字孿生生產的數字孿生即虛擬調試。虛擬調試有望重塑不同行業的制造業。一種數字孿生模型專注于車間的數字化和完全自動化。BP是英國一家大型的石油和天然氣公司，擁有名為APEX的數字孿生系統，它是一種模擬和監視系統，可幫助工程師將生產系統的優化時間從幾個小時減少到20分鐘。（3）性能的數字孿生性能的數字孿生會收集產品，機器和整個生產線的運營數據，以模擬和預測性能故障，能耗峰值以及停機風險。壓縮空氣和真空產品的制造商Kaeser Compressors使用其壓縮機的數字孿生來預測何時可能出現故障，從而有助于最大程度地減少停機時間。數字孿生的終極價值“實物資產的數字化反映。” 直到人們意識到世界上每個工廠中的每個工業對象都有自己的數字孿生，這些數字孿生中的每一個都有多個狀態，用于每個對象的計劃，設計，操作，維護等。此外，如上所述，數字孿生參與了每個行業的廣泛任務。

    數字孿生技術的重點是保持所有功能完全數字化。

    數字孿生將成為工作場所不可或缺的一部分，與人們一起服務并與他人共存。

    數字孿生實現了協作的全球技術平臺。

    MakeReal3D助力賽輪集團數字孿生系統建設賽輪集團作為輪胎行業的領頭羊，在快速擴大業務版圖的同時不斷投入資源進行數字化升級。在建設了ERP、MES、能源等管理系統的基礎上，選擇北京朗迪鋒科技有限公司的數字孿生解決方案著手進行數字孿生系統建設，構建以三維數字模型為基礎，集運維、安全、生產監控、設備監控、調度的透明工廠、無人工廠支撐平臺。隨著孿生系統的建設，根據集團戰略部署以及分解的管理監控目標體系，逐步打通了原來一個個信息孤島，實現跨多系統、實時、精確、穿透地獲取重要管理指標信息，并將管理指標與真實世界中的資產信息、位置信息準確匹配，為管理者提供更直觀的巡視功能。如設備管理重要指標的監控，不但集成了ERP、MES、能源等幾大系統的數據，還做了橫向和縱向的穿透，為設備管理提供更加實時、高效的決策支持。北京朗迪鋒科技有限公司自主研發的MakeReal3D虛擬現實仿真工具軟件，通過三維可視化顯示和交互模式，對制造過程信息進行展示、傳遞和交流，為科學組織生產提供及時、準確和直觀的信息，建立起以實際生產數據驅動的三維可交互數字化工廠輔助決策與虛擬展示、培訓平臺。其主要功能有：

    1. 機器人虛擬調試

    2. OPC協議接口

    3. 數字化工廠VR展示

    4. 三維工廠實時監控

    5. 緊急情況應急演練

    6. 設備操作虛擬培訓

    MakeReal3D在數字孿生不同現實場景中越來越多的得到了應用與實踐：

    賽輪集團股份有限公司廠區及生產線實現虛擬現實數字孿生；

    清華大學智能制造工訓中心將學校已經建成的智能生產線實現虛擬現實數字孿生；

    北京工業大學數字孿生工廠虛擬監控；

    數字工廠可視化今后，經過工業用戶和所有虛擬現實同業者的共同努力，將出現越來越多自主研發并代表國際先進水平的虛擬現實軟硬件產品，而虛擬現實技術、云技術、人工智能、工業互聯網、5G網絡等等新技術將互相融合，在更多工業場景不斷落地。展望未來，越來越多的工業虛擬現實實驗室將成為工業企業數字化的重要組成部分，最終將助力中國高端制造工業的不斷發展和升級。