陳根：從虛實映射到全生命週期管理，數字孿生在發展_風聞

文|陳根

虛實映射是數字孿生的基本特徵，虛實映射通過對物理實體構建數字孿生模型，實現物理模型和數字孿生模型的雙向映射。這對於改善對應的物理實體的性能和運行績效具有重要作用。

對於工業互聯網、智能製造、智慧城市、智慧醫療等未來的智能領域來説，虛擬仿真是其必要的環節。而數字孿生虛實映射的基本特徵，為工業領製造、城市管理、醫療創新等領域由“重”轉“輕”提供了良好路徑。

在新冠肺炎疫情期間，聞名世界的雷神山醫院便是利用了數字孿生技術進行建造。中南建築設計院（CSADI）臨危受命，設計了武漢第二座“小湯山醫院”——雷神山醫院。其採用BIM技術建立雷神山醫院的數字孿生模型，根據項目需求，利用BIM技術指導和驗證設計，為設計建造提供了強有力的支撐。

**近年的數字孿生城市的構建，更是引發城市智能化管理和服務的顛覆性創新。**比如，中國河北的雄安新區就融合地下給水管、再生水管、熱水管、電力通信纜線等12種市政管線的城市地下綜合管廊數字孿生體讓人驚豔；江西鷹潭“數字孿生城市”榮獲巴塞羅那全球智慧城市大會全球智慧城市數字化轉型獎。

此外，由於虛實映射是對實體對象的動態仿真，也就意味着數字孿生模型是一個“不斷生長、不斷豐富”的過程：在整個產品生命週期中，從產品的需求信息、功能信息、材料信息、使用環境信息、結構信息、裝配信息、工藝信息、測試信息到維護信息，不斷擴展，不斷豐富，不斷完善。

數字孿生模型越完整，就越能夠逼近其對應的實體對象，從而對實體對象進行可視化、分析、優化。如果把產品全生命週期各類數字孿生模型比喻為散亂的珍珠，那麼將這些珍珠串起來的鏈子，就是數字主線（Digital Thread）。數字主線不僅可以串起各個階段的數字孿生模型，也包括產品全生命週期的信息，確保在發生變更時，各類產品信息的一致性。

以葛蘭素史克疫苗研發及生產的實驗室為例，通過“數字化雙胞胎”的全面建設，最終使複雜的疫苗研發與生產過程實現了完全虛擬的全程“雙胞胎”監控。企業的質量控制開支減少13%，它的返工和報廢減少25%，合規監管費用也減少了70%。

從虛實映射到全生命週期管理，數字孿生展示了對於各個行業的廣泛應用場景。微軟作為率先進軍“元宇宙”的互聯網巨頭，在對“商用元宇宙”應用做的詳盡的技術分層中，最底層就包括了數字孿生。顯然，基於多重數字技術搭建而成的數字孿生，是目前人們對元宇宙最具體的認知。

**而元宇宙所構建的虛擬現實混同社會形態，從嚴格意義上而言更像是數字孿生與現實物理空間的混同形態，**我們可以在現實與虛擬世界中任意穿梭。