數字孿生，一下子就火了。
其源於今年波音的737 MAX8不到半年發生兩次重大事故後，引發外界對飛機日常檢修維護的討論，從而導致數字孿生技術立刻受到市場強烈關注。在事件發生後不久，數字孿生概念全面爆發。
但數字孿生究竟是什麼，又能給目前的我們帶來什麼呢？
什麼是數字孿生
數字孿生，Digital Twin，是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命週期過程。它是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。
其實簡單來說，可以這麼理解，數字孿生，顧名思義，是指針對物理世界中的物體，通過數字化的手段來構建一個數字世界中一模一樣的的實體，藉此來實現對物理實體的瞭解、分析和優化。
大公司對於數字孿生的探索
其實早在波音737事故發生前，包括波音本身在內的國際知名工業製造商也早就開始了對數字孿生的探索，如西門子建立了貫穿於產品生命週期各個環節的數據模型，從而仿真模擬出了一些工廠的實際操作空間；通用電氣於與ANSYS公司藉助數字孿生概念，提出物理機械和分析技術融合的實現途徑，讓每個引擎，每個渦輪及每臺核磁共振都擁有一個數字化的“雙胞胎”；德國軟件公司SAP利用數字孿生概念，在產品試驗階段採集設備的運行狀況，通過分析後得出產品的實際性能，再與需求設計的目標比較，從而形成產品研發的閉環體系；法國軟件公司達索利用CAD和CAE平臺3D Experience，在外形設計上通過數據分析和仿真，大幅度地提升流線性，減少空氣阻力，幫助寶馬、特斯拉、豐田等汽車公司實現了節能減排的需求。
由此可見，數字孿生在成為大眾熱點之前，在工業領域早就有了大規模的嘗試和運用。
那麼，為什麼如此多的企業都在開始不斷嘗試在自己的業務中使用數字孿生呢？
為什麼要使用數字孿生
首先，數字孿生技術貫穿了產品生命週期中的不同階段，它同PLM（Product Lifecycle Management）的理念是不謀而合的。可以說，數字孿生技術的發展將PLM的能力和理念從設計階段開始就真正擴展到了全生命週期。
PLM(product lifecycle management)產品生命週期管理
根據業界權威的CIMDATA的定義，PLM是一種應用於在單一地點的企業內部、分散在多個地點的企業內部，以及在產品研發領域具有協作關係的企業之間的，支持產品全生命週期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產品相關的人力資源、流程、應用系統和信息。
從某種角度來說，PLM是一種理念，即對產品從創建到使用，到最終報廢等全生命週期的產品數據信息進行管理的理念。在PLM理念產生之前，PDM主要是針對產品研發過程的數據和過程的管理。而在PLM理念之下，PDM的概念得到延伸，成為cPDM，即基於協同的PDM，可以實現研發部門、企業各相關部門，甚至企業間對產品數據的協同應用。
具體來說，有以下幾個方面：
No.1 新增系統管理
過去，在沒有數字化模型幫助之下，製造一件產品要經歷很多次迭代設計。而利用數字孿生技術輔助數字模型，可以提高設計的準確性，並驗證產品在真實環境中的性能及有效功能，與此同時模擬和仿真能夠使得設計人員能夠看到數字孿生所呈現的產品，在設計階段就驗證產品的適應性，高效改進產品。
No.2 生產製造階段
在產品的製造階段，可以實現生產過程仿真，加快產品生產的時間，提高產品設計的質量，數字化產線能夠降低產品的生產成本和提高產品的交付速度，最終關鍵指標監控和過程能力評估能夠實現全生產過程的可視化監控，並且通過經驗或機器學習建立關鍵設備參數、檢驗指標的監控策略，對出現違背策略的異常情況進行及時處理和調整。從而實現穩定並不斷優化生產流程。
No.3 售後服務階段
隨著物聯網技術的成熟和傳感器成本的下降，很多工業產品，從大型裝備到消費級產品，都使用了大量的傳感器來採集產品運行階段的環境和工作狀態，從而產生大量數據，對這些數據進行分析並優化來避免產品的故障，實現預測性維修，改善用戶對產品的使用體驗；與此同時，產品的使用反饋能夠被實時採集，製造商可以洞悉客戶對產品的真實需求，避免研發決策失誤。
數字孿生的概念，自2002年被提出以來就在不斷快速演化，無論是對產品設計還是製造、服務，都產生了巨大的推動作用，對整個工業製造業來說，更是具有革命性的意義。
那麼作為AR來說，它和數字孿生之間有什麼關係呢？
AR和數字孿生之間的關係
AR即Augmented Reality（增強現實），是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。AR技術綜合了計算機仿真技術、計算機圖形學和多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、並行處理技術和多傳感器 等電子技術，模擬人的視覺、聽覺和觸覺等感官功能，使得用戶從感官效果上沉浸在由計算機創造的虛擬環境中。而新興的增強現實技術則是要藉助顯示技術、交互技術、傳感技術和計算機圖形與多媒體技術將計算機生成的虛擬環境與用戶周圍的現實環境融為一體， 使用戶從感官效果上確信虛擬環境是其周圍真實環境的組成部分。
從以上可以看出，想要更好的藉助數字孿生髮揮其在工業製造業中的價值，藉助AR技術是一個很好的選擇，AR與數字孿生集成能夠進一步提升數據可視化能力，在現實物理對象的基礎上直接疊加三維孿生模型的圖像。因此，如果AR和數字孿生能夠得到很好的結合，那麼將能夠應用於汽車研發、製造、供應、銷售和支持的整個價值鏈中。也將能夠助力製造業企業更快走向工業4.0，實現智能化。
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