相信很多人都听说过数字孪生。在过去几年，这个词的热度不断攀升，频繁出现在各大峰会论坛的演讲主题之中，备受行业内外的关注。

究竟什么是数字孪生？它是谁提出来的？它会给我们的生活带来什么样的改变？

带着这些问题，我们来看看今天这篇文章——

看晕了吧？其实简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。这个“克隆体”，也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上，是虚拟的。

也许你会说，这不就是电脑上的设计图纸嘛？CAD搞搞不就有了？

其实不然。相比于设计图纸，数字孪生体最大的特点在于：它是对实体对象（姑且就称为“本体”吧）的动态仿真。也就是说，数字孪生体是会“动”的。

而且，数字孪生体不是随便乱“动”。它“动”的依据，来自本体的物理设计模型，还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。

说白了，本体的实时状态，还有外界环境条件，都会复现到“孪生体”身上。

如果需要做系统设计改动，或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应，工程师们可以在孪生体上进行“实验”。这样一来，既避免了对本体的影响，也可以提高效率、节约成本！

02  数字孪生的起源

说到“数字孪生”这个概念的发明者，行业里并没有明确的说法。很多人认为，数字孪生是美国密歇根大学教授Michael Grieves博士于2002年提出的。

但这种说法并没有书面的文献或资料可以支撑。

Michael Grieves博士在2014年发布的文章中，曾经“追溯”自己曾经在2002年密歇根大学PLM中心一次演讲中，提及了类似数字孪生的相关概念。他还“追溯”自己曾经在2003年的一次高管培训上，提出了“物理产品的数字等同体或数字孪生体概念”。

然而，这些都没有确凿的文献或影像资料证据。

真正有据可查的“数字孪生”概念提出者，是美国空军研究实验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）。

2011年3月，美国空军研究实验室结构力学部门的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，做了一次演讲，题目是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin（基于状态的维护+结构完整性&战斗机机体数字孪生）”，首次明确提到了数字孪生。

当时，AFRL希望实现战斗机维护工作的数字化，而数字孪生是他们想出来的创新方法。

当美国空军意识到数字孪生具有很强实用意义的同时，另一家企业也对数字孪生产生了浓厚的兴趣，它就是美国通用电气公司（GE）。

美国通用电气公司在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候，发现了数字孪生体的价值。当时的美国通用，一直在致力于研究工业数字化，以及如何构建工业互联网体系。显然，数字孪生对工业4.0非常有用，可以说是如鱼得水。

再后来，德国西门子（德国工业4.0的代表企业）也跟着拥抱了数字孪生，将其奉为至宝。

2015年左右，中国也开始跟进。当时包括工业4.0研究院在内的多家国内研究机构和企业，纷纷启动了数字孪生相关的研究课题。

从那之后，数字孪生这个概念，就开始风靡互联网和产业界，直至今日。

03 蜂鸟视图全行业的数字孪生解决方案

随着5G通讯、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展和广泛应用，数字孪生在理论层面和应用层面均取得了快速发展，逐渐延伸到智慧工厂、智慧工地、智慧城市、智慧园区、智慧交通等应用领域。

▲生产流程数字孪生模型（图片来自德勤大学出版社）

蜂鸟视图作为可视化信息行业的领导者，从事的数据孪生可视化开发包含以下部分：

1.智慧工厂

蜂鸟视图通过三维可视化技术，对工业生产的厂房进行真实展现，从厂房的外部环境、楼宇到厂房的内部结构和独立设备均可进行立体仿真展示，并可进行任意角度的调整及场景的切换，主要包含以下几个方面：

• 工厂环境可视化

• 生产厂房可视化

• 生产设备可视化

• 视频监控可视化

• 生产流程可视化

• 生产数据可视化

▲蜂鸟视图数字孪生工厂之生产厂房可视化

在生产制造时，蜂鸟视图可以模拟设备的运转和参数调整带来的变化，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，预测维护工作的最佳时间，提供故障点和故障概率的参考。

蜂鸟视图数字孪生工厂有效提升了产品的可靠性和可用性，降低产品研发和制造风险，能够优化生产资源配置，提高制造资源的利用率，为企业提升经营管理能力，助力传统工业实现网络化、数字化、智能化转型。

2.智慧工地

蜂鸟视图面向城市工程建设行业提供智慧工地解决方案，围绕数字建设和工程安全两大核心需求，以GIS空间数据为管控载体，聚合工程建设周期内的人员信息、设备信息、物料信息、计划进度、环境信息，实现物联网化的中心管控，并融入工程建设管理的日常工作中，搭建可视化的总部智慧平台。

通过中心化的数据资源，实现了工程进度与安全的级联管控。

提高工程管控的细度与效率，及时发现工程进度、工地管理、工程安全等问题，达到工程进度与质量同步管控。

降低安全事故的概率与管控成本，通过物联网技术快速感知施工人员、设备的位置与状态，分析事故隐患并快速预警。

3.智慧城市

在5G的支持下，未来云和端之间可以建立更紧密的连接。这也就意味着，更多的数据将被采集并集中在一起。这些数据，可以帮助构建更强大的数字孪生体。例如，一个数字孪生城市。

蜂鸟视图采用三维仿真技术对城市进行高度虚拟还原，还原的城市带有真实的经纬度坐标，用户能够在场景中标注出标志性的建筑，比如企事业单位、小区、学校等。

与此同时，系统能够实时展示基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，并通过包括5G在内的物联网技术传递到云端。城市的管理者，基于这些数据，以及城市模型，构建数字孪生体，从而更高效地管理城市。

4. 智慧园区

随着信息技术的快速发展，政府对智慧园区的建设与发展越来越重视。

针对园区如何提高招商效率、提升管理水平等需求，蜂鸟视图凭借先进的可视化技术推出了“数字孪生园区”，为产业园区提供招商服务、经营管理、物业管理等全方位服务；为企业提供项目选址、智能服务、资源对接等一站式服务，有助于构建面向未来的产业园区运营模式。

5.智慧交通

以FengMap高精度地图为基础的智慧交通信息平台，通过构筑交通枢纽的数字化管理生态环境，建设地理信息服务平台，提供统一的2D/3D地图服务，从规划设计阶段的方案评估入手，支撑交通枢纽及周边道路设施的交通运行仿真评价与辅助决策，实现旅客综合查询和服务、场站运维管理、车场综合管理等。 

除了上述领域之外，包含医疗、物流、环保等很多场景都适合采用数字孪生技术，应用场景非常广泛！

04 结语

总而言之，数字孪生是一项非常有潜力的前沿技术，会给企业带来丰厚的价值回报。也正因为如此，很多投资机构趁机热炒数字孪生的概念，也有很多企业迫不及待想要拥抱数字孪生。

蜂鸟视图认为我们需要应该理性看待数字孪生。拥抱数字孪生，既需要深厚的技术沉淀，也需要巨大的资金投入，抑或是找到一家优秀的数字孪生解决方案提供商。

蜂鸟视图主要面向商业地产、工厂、园区管理机构等提供数字孪生解决方案，并迅速以领先的技术、卓越的解决方案和产品、令人信赖的服务等优势得到了行业客户的认可。

积累了万达集团、新城控股、合生创展、国投电力、中国铝业、宝马中国、京东方集团、启迪控股等重要客户。

面向未来，蜂鸟视图正在不断升级迭代自有技术和产品以及云平台，同时积极整合物联网、AR、VR 及人工智能等技术资源，为各个行业的数字化进步贡献应有的价值，实现多赢发展！

参考文献：

1、《工业4.0与数字孪生》，德勤

2、《数字孪生体是谁提出的？》，工业4.0研究院

3、《数字孪生：为城市和你创造一个虚拟副本》，陈龙

4、《数字孪生：打造生力产品，重塑客户体验》，埃森哲

5、《什么是数字孪生？》，小枣君，鲜枣课堂