開車的人都怕遇到這種情況：車(che)輛(liang)在(zai)野(ye)外(wai)突(tu)然(ran)拋(pao)錨(mao)，自(zi)己(ji)不(bu)會(hui)修(xiu)，附(fu)近(jin)也(ye)沒(mei)維(wei)修(xiu)店(dian)。如(ru)果(guo)這(zhe)輛(liang)車(che)配(pei)有(you)一(yi)個(ge)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)係(xi)統(tong)，與(yu)它(ta)一(yi)同(tong)運(yun)轉(zhuan)，實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)車(che)輛(liang)各(ge)部(bu)分(fen)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，提(ti)前(qian)告(gao)知(zhi)可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)的(de)故(gu)障(zhang)以(yi)進(jin)行(xing)維(wei)護(hu)
，那(na)麼(me)就(jiu)能(neng)減(jian)少(shao)車(che)輛(liang)意(yi)外(wai)拋(pao)錨(mao)情(qing)況(kuang)的(de)發(fa)生(sheng)。

這項功能被稱為“預測性維護”，shishuziluanshengjishudezhongyaoyoushi。shuziluanshengshizhiwulikongjianzhongdeduixiangzaixunikongjianzhongdeshuzimoxing
，gaimoxingtongguochuanganqisuishihuoquzhenshiwutideshuju，bingsuizhiyiqiyanbian、成熟甚至衰老。利用該模型，人們可以對物理對象進行分析、預測、zhenduanhuozhexunlian
，congeryouhuahejuece。zhegeshuzimoxingjiuxiangshizhenshiwutideluanshengxiongdi
，yinerdeming。xiaodaoyikeluosiding
，dadaoyizuochengshi，wulishijiezhongdegezhongshiwujunkeyongyoushuziluanshengmoxing。

數字孿生並不是全新技術，而是建模仿真技術在製造領域的新發展之一。與一般的建模仿真相比，數字孿生的模型是數字化

、動(dong)態(tai)的(de)，數(shu)字(zi)模(mo)型(xing)與(yu)其(qi)物(wu)理(li)對(dui)象(xiang)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)。數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)這(zhe)一(yi)術(shu)語(yu)最(zui)早(zao)應(ying)用(yong)於(yu)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)領(ling)域(yu)，即(ji)用(yong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)模(mo)擬(ni)飛(fei)行(xing)器(qi)執(zhi)行(xing)任(ren)務(wu)前(qian)的(de)虛(xu)擬(ni)飛(fei)行(xing)
，從(cong)而(er)對(dui)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)和(he)優(you)化(hua)。此(ci)後(hou)
，數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)工(gong)業(ye)界(jie)和(he)學(xue)術(shu)界(jie)的(de)關(guan)注(zhu)。

目前
，數字孿生技術主要應用於工業領域。在虛擬空間構建產品的數字孿生模型

，完成產品設計、工藝優化
，甚至模擬工廠布局

，實現資源調配、智能化生產

，顯著提高生產效率。德國西門子公司推出了較為完整的企業數字孿生體係，用數字孿生技術打造虛擬車間、數字工廠。美國通用公司在其工業互聯網平台Predix上利用數字孿生技術，對飛機發動機進行實時監控
、故障檢測和預測性維護。美國特斯拉公司為其生產的車輛配備了數字孿生模型，通過傳感器接收數據、實時更新程序。據估計
，到2021年
，全球50%的大型工業企業將使用數字孿生技術，效率將提高10%。

數字孿生將是數字化轉型的重要內容。結合物聯網、5G、大數據
、雲計算
、虛xu擬ni現xian實shi等deng技ji術shu，數shu字zi孿luan生sheng的de應ying用yong空kong間jian正zheng不bu斷duan擴kuo展zhan。數shu字zi孿luan生sheng技ji術shu可ke以yi給gei醫yi療liao保bao健jian和he病bing人ren護hu理li帶dai來lai革ge命ming性xing變bian化hua。患huan者zhe穿chuan戴dai上shang傳chuan感gan器qi
，由you人ren工gong智zhi能neng進jin行xing實shi時shi監jian測ce的de數shu字zi孿luan生sheng模mo型xing就jiu隨sui之zhi生sheng成cheng，其qi體ti征zheng變bian化hua會hui如ru實shi反fan映ying在zai模mo型xing上shang。醫yi生sheng可ke時shi刻ke監jian測ce病bing情qing進jin展zhan，第di一yi時shi間jian發fa現xian問wen題ti，並bing在zai數shu字zi孿luan生sheng模mo型xing上shang進jin行xing試shi驗yan，以yi獲huo得de最zui佳jia治zhi療liao方fang案an。數shu字zi孿luan生sheng技ji術shu還hai可ke以yi大da大da縮suo短duan新xin藥yao從cong開kai發fa到dao上shang市shi的de時shi間jian。此ci外wai，城cheng市shi管guan理li、智慧農業、教育培訓等都將是數字孿生技術的重要應用領域。

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，shuziluanshengjishudefazhanyemianlinxuduotiaozhan。qizhongzuizhuyaodeshibaozhengsuojianlishuzimoxingdekexinxing。jianliyigegaozhiliangdeshuzimoxing，bingshiqinenggouzuidachengdufanyingwuliduixiangdetexing，zheyigongzuorengrenzhongdaoyuan。muqian
，shuziluanshengzaihenduochangjinghaizhinengzuoweijuecefuzhuhuocankao。

（作者為北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院教授
、國際建模仿真學會前主席）