數(shù)字孿生技術(shù)賦能工業(yè)智能化 帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級

5G時(shí)代，“萬物互聯(lián)”，人類的連接技術(shù)到了前所未有的高度。隨著云和端之間更緊密連接，更多的數(shù)據(jù)被采集，新的技術(shù)開始涌現(xiàn)，數(shù)字孿生便是其中大熱的話題。數(shù)字孿生技術(shù)通過對物理對象構(gòu)建數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)物理對象和數(shù)字孿生模型的雙向映射，已應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)，并正向企業(yè)經(jīng)營、城市治理等領(lǐng)域拓展，在提升效率的同時(shí)，還將推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和城市治理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化基礎(chǔ)上的模式創(chuàng)新。

12月8日，海南省發(fā)布“十四五”規(guī)劃，在“加快建設(shè)智慧海南”中明確提及，要求“構(gòu)建數(shù)字孿生治理體系”。

初見端倪，這個(gè)科技熱點(diǎn)全球關(guān)注

數(shù)字孿生在大眾領(lǐng)域可能尚顯陌生，但在2010年，美國國家航空航天局已明確將數(shù)字孿生納入其技術(shù)路線圖。近年來，數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展迅速，并開始在很多生產(chǎn)生活場景中得以應(yīng)用。

在制造領(lǐng)域，通用電氣公司利用數(shù)字孿生技術(shù)，對飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障檢測和預(yù)測性維護(hù)，防患于未然;法國達(dá)索系統(tǒng)公司基于數(shù)字孿生開展對汽車研發(fā)的模擬仿真，為寶馬、特斯拉、豐田等優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，顯著縮短研發(fā)周期，大大降低了傳統(tǒng)物理測試方式的成本。

在城市治理領(lǐng)域，新加坡政府主導(dǎo)推動(dòng)的“虛擬新加坡”項(xiàng)目，通過數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)三維城市模型和協(xié)作數(shù)據(jù)平臺;今年9月，北京“海淀區(qū)時(shí)空一張圖”開啟了旨在助力城市治理的“數(shù)字孿生海淀”序幕。

中國是工業(yè)大國，數(shù)字孿生的研究和應(yīng)用有非常廣闊的空間，也得到了政策的大力支持。今年以來，國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、國資委等部門相繼出臺相關(guān)文件，部署發(fā)展數(shù)字孿生技術(shù)，發(fā)揮其在培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國企數(shù)字化轉(zhuǎn)型等領(lǐng)域的積極作用。

有益探索，數(shù)字孿生帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級

“數(shù)字孿生依賴于諸多新技術(shù)的發(fā)展和高度集成以及跨學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，是一個(gè)復(fù)雜的、協(xié)同的系統(tǒng)工程，涉及的關(guān)鍵技術(shù)方法包括建模、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、模擬仿真等。”傲林科技董事長劉震日前在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示。

劉震此前曾任微軟亞洲工程院院長，也是資深的國際電氣電子工程師學(xué)會院士(IEEE Fellow)，在數(shù)字孿生領(lǐng)域深耕多年。他表示，具體到工業(yè)領(lǐng)域，構(gòu)建企業(yè)級的數(shù)字孿生體面臨著數(shù)據(jù)來源復(fù)雜、口徑不一、非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)多、業(yè)務(wù)模型復(fù)雜、計(jì)算量巨大等挑戰(zhàn)?？上驳氖?，國內(nèi)已出現(xiàn)了全面運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有益探索。

以鋼鐵行業(yè)為例，其作為大型復(fù)雜流程工業(yè)，全流程工序內(nèi)部生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲取困難，絕大部分為過程不透明的“黑盒”。而基于事件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的企業(yè)級數(shù)字孿生體，使鋼鐵企業(yè)的采購、生產(chǎn)、銷售等全流程都得以透明化，通過對企業(yè)數(shù)字孿生體的模擬仿真，使用人工智能模型獲得優(yōu)化策略，并把相關(guān)指令反饋到各生產(chǎn)經(jīng)營部門去落地執(zhí)行，形成了企業(yè)整體智能化優(yōu)化的閉環(huán)。“傲林科技幫助我們快速響應(yīng)市場需求，提升企業(yè)內(nèi)資源要素的精準(zhǔn)配置水平，實(shí)現(xiàn)了顯著的降本增效。”華東地區(qū)某鋼鐵企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

中國急需更多優(yōu)秀的數(shù)字孿生技術(shù)和服務(wù)提供者

數(shù)字孿生的發(fā)展，正逐漸使其成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化的“關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施”。中國工程院院士李培根表示，新一代智能制造的重要應(yīng)用是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生。中國工程院院士柴天佑認(rèn)為，數(shù)字孿生技術(shù)將是未來智能系統(tǒng)的重要組成部分，是推動(dòng)決策與控制一體化的重要數(shù)字媒介。

工業(yè)的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型是國家確定的戰(zhàn)略目標(biāo)。這一領(lǐng)域既有著廣闊的市場前景，也對供給側(cè)的技術(shù)和服務(wù)提供者提出了高要求：一是需要堅(jiān)持自主創(chuàng)新，在人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)領(lǐng)域不斷突破先進(jìn)技術(shù);二是需要深入理解所服務(wù)的工業(yè)行業(yè)，構(gòu)建行業(yè)知識圖譜，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與工業(yè)的融合發(fā)展;三是需要具備生態(tài)化思維。作為世界上最大的工業(yè)體系，中國工業(yè)的轉(zhuǎn)型之路既非一朝一夕之功，也非一家一企之事，而是需要一批兼具領(lǐng)先技術(shù)和落地意識的數(shù)字孿生技術(shù)和服務(wù)提供者，形成良性發(fā)展的生態(tài)圈，才能滿足供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的要求。

在劉震看來，數(shù)字孿生的發(fā)展將從一個(gè)產(chǎn)品、一臺設(shè)備、一條生產(chǎn)線等的孿生演進(jìn)到更為復(fù)雜的以整個(gè)企業(yè)組織為對象的孿生，從而為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供智能決策輔助，最終從企業(yè)內(nèi)部的協(xié)同走向產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同和優(yōu)化。對數(shù)字孿生的深入研究和應(yīng)用將有助于企業(yè)更好地參與到國內(nèi)國際兩個(gè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)當(dāng)中去。