通俗定義：數(shù)字孿生是一個(gè)現(xiàn)實(shí)物體在虛擬空間的“鏡像模型”。它將真實(shí)世界中的對(duì)象或系統(tǒng)，復(fù)制到計(jì)算機(jī)里，形成一個(gè)可以實(shí)時(shí)交互、動(dòng)態(tài)更新的“數(shù)字分身”。生活中的例子：假設(shè)你有一輛汽車(chē)，數(shù)字孿生就是這輛車(chē)在電腦里的虛擬版本，它可以同步顯示汽車(chē)的位置、油耗、輪胎壓力等信息；飛機(jī)制造中，工程師會(huì)為每一架飛機(jī)建一個(gè)“數(shù)字孿生模型”，提前模擬飛行過(guò)程、預(yù)測(cè)零件老化，從而避免事故；智慧城市中，城市的道路、建筑、水電系統(tǒng)都會(huì)在虛擬空間里有一套“數(shù)字副本”，方便調(diào)度、應(yīng)急管理。數(shù)字孿生技術(shù)不僅限于制造業(yè)，還拓展至城市規(guī)劃、能源管理等領(lǐng)域，提供多維度的空間數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模型。水利數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
GE 航空的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字孿生系統(tǒng)采用 “時(shí)序提示 + 物理模型約束” 的方法優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)壽命預(yù)測(cè)。將發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為文本描述，注入物理模型知識(shí)，用大模型快速推理剩余壽命，解決了傳統(tǒng)物理仿真模型計(jì)算效率低和模型泛化差的問(wèn)題。
2018 年，日本船舶技術(shù)研究協(xié)會(huì)啟動(dòng)了 “船體結(jié)構(gòu)高精度數(shù)字孿生模型研發(fā)” 項(xiàng)目。該項(xiàng)目結(jié)合有限元分析（FEA）和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)，創(chuàng)建了船體結(jié)構(gòu)的高精度數(shù)字孿生模型，通過(guò)數(shù)據(jù)同化方法，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)船體狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與潛在安全隱患的預(yù)測(cè)，使船舶的維護(hù)周期延長(zhǎng)了 20%，同時(shí)降低了 15% 的維護(hù)成本。 江蘇工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)象型數(shù)智的數(shù)字孿生技術(shù)支持城市環(huán)境監(jiān)測(cè)，為空氣質(zhì)量與噪音治理提供數(shù)據(jù)支撐。
阿里云作為中國(guó)頭部的云計(jì)算服務(wù)提供商，其在數(shù)字孿生領(lǐng)域的布局側(cè)重于云計(jì)算能力與大數(shù)據(jù)分析的整合。阿里云提供的數(shù)字孿生平臺(tái)能夠集成物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，服務(wù)于智慧城市、智能制造、智慧園區(qū)等多個(gè)領(lǐng)域。例如，通過(guò)阿里云的LinkIoTEdge平臺(tái)，企業(yè)能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)及智能決策，形成從數(shù)據(jù)采集到分析決策的閉環(huán)管理。此外，阿里云還與多地ZF合作，利用數(shù)字孿生技術(shù)打造智慧城市解決方案，提升城市管理效率和居民生活質(zhì)量。
2010年，美國(guó)陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所的“阿凡達(dá)”單兵項(xiàng)目正式啟動(dòng)。該所研究人員希望給每名軍人都創(chuàng)建出自己的數(shù)字虛擬形象，無(wú)論高矮胖瘦和脾氣秉性。目前已經(jīng)成功地開(kāi)發(fā)了250名“阿凡達(dá)”單兵。在一個(gè)復(fù)雜的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，研究人員讓這些虛擬單兵穿上不同的作戰(zhàn)服，變換不同的姿勢(shì)和位置，不斷加載戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的數(shù)字孿生體來(lái)進(jìn)行各種逼真的高風(fēng)險(xiǎn)模擬，從而替代實(shí)戰(zhàn)測(cè)試。通過(guò)各種數(shù)字化測(cè)試來(lái)找出他們的弱點(diǎn)，甚至模擬各種惡劣氣候環(huán)境來(lái)測(cè)試這些單兵的生理環(huán)境適應(yīng)能力。所有測(cè)試過(guò)程無(wú)人身危險(xiǎn)，可以隨意反復(fù)試驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，數(shù)字孿生不但持續(xù)發(fā)生在物理孿生體全生命周期中，而且會(huì)超越物理孿生體生命周期，在數(shù)字空間持久存續(xù)。因此，充分利用數(shù)字孿生可在智能制造中孕育出大量新技術(shù)和新模式。象型數(shù)智科技憑借豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，讓數(shù)字孿生技術(shù)在多場(chǎng)景落地更具實(shí)用性。
云計(jì)算與邊緣計(jì)算為數(shù)字孿生提供了強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)支持，以及實(shí)時(shí)交互能力。云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算，滿足數(shù)字孿生對(duì)數(shù)據(jù)處理和分析的需求。邊緣計(jì)算則可以在靠近物理實(shí)體的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)性。例如在智能交通中，邊緣計(jì)算可以實(shí)時(shí)處理交通攝像頭采集到的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行車(chē)輛識(shí)別、流量統(tǒng)計(jì)等，為交通管理提供及時(shí)的決策支持。
數(shù)字孿生可以優(yōu)化生產(chǎn)線，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間。例如寶馬集團(tuán)用數(shù)字孿生優(yōu)化生產(chǎn)線，將設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少 50%。富士康 “黑燈工廠” 通過(guò)虛擬調(diào)試縮短 60% 設(shè)備部署周期。數(shù)字孿生還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字線程，打通設(shè)計(jì) - 生產(chǎn) - 運(yùn)維全流程，并且結(jié)合 AR 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)，如 PTC 的 Vuforia 平臺(tái)。 象型數(shù)智數(shù)字孿生，供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)可視，原料短缺早預(yù)判，風(fēng)險(xiǎn)防控更得力。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生技術(shù)指導(dǎo)
數(shù)字模型動(dòng)態(tài)更新，隨物理實(shí)體變化自動(dòng)調(diào)整，確保虛實(shí)同步。水利數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸，是數(shù)字孿生與物理世界連接的橋梁25。建模與仿真技術(shù)：構(gòu)建數(shù)字孿生模型的基礎(chǔ)技術(shù)，包括 CAD 建模、有限元分析、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等3。大數(shù)據(jù)與人工智能：用于數(shù)據(jù)處理、分析和預(yù)測(cè)，提高數(shù)字孿生的智能水平1。云計(jì)算與邊緣計(jì)算：提供計(jì)算資源和存儲(chǔ)能力，支持?jǐn)?shù)字孿生的大規(guī)模部署和實(shí)時(shí)處理25。5G 通信技術(shù)：提供高速、低延遲的通信支持，確保數(shù)字孿生與物理實(shí)體之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互80。AR/VR 技術(shù)：提供沉浸式的交互體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶與數(shù)字孿生的交互能力97。水利數(shù)字孿生咨詢報(bào)價(jià)
