開車的人都怕遇到這種情況：cheliangzaiyewaituranpaomao，zijibuhuixiu，fujinyemeiweixiudian。ruguozheliangchepeiyouyigeshuziluanshengxitong，yutayitongyunzhuan，shishixianshichelianggebufenyunxingzhuangkuang，tiqiangaozhikenenghuichuxiandeguzhangyijinxingweihu，namejiunengjianshaocheliangyiwaipaomaoqingkuangdefasheng。

這項功能被稱為“預測性維護”，是shi數shu字zi孿luan生sheng技ji術shu的de重zhong要yao優you勢shi。數shu字zi孿luan生sheng是shi指zhi物wu理li空kong間jian中zhong的de對dui象xiang在zai虛xu擬ni空kong間jian中zhong的de數shu字zi模mo型xing，該gai模mo型xing通tong過guo傳chuan感gan器qi隨sui時shi獲huo取qu真zhen實shi物wu體ti的de數shu據ju

，並bing隨sui之zhi一yi起qi演yan變bian、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、診zhen斷duan或huo者zhe訓xun練lian，從cong而er優you化hua和he決jue策ce。這zhe個ge數shu字zi模mo型xing就jiu像xiang是shi真zhen實shi物wu體ti的de孿luan生sheng兄xiong弟di，因yin而er得de名ming。小xiao到dao一yi顆ke螺luo絲si釘ding
，大da到dao一yi座zuo城cheng市shi，物wu理li世shi界jie中zhong的de各ge種zhong事shi物wu均jun可ke擁yong有you數shu字zi孿luan生sheng模mo型xing。

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、xunixianshidengjishu，shuziluanshengdeyingyongkongjianzhengbuduankuozhan。shuziluanshengjishukeyigeiyiliaobaojianhebingrenhulidailaigemingxingbianhua。huanzhechuandaishangchuanganqi，yourengongzhinengjinxingshishijiancedeshuziluanshengmoxingjiusuizhishengcheng
，qitizhengbianhuahuirushifanyingzaimoxingshang。yishengkeshikejiancebingqingjinzhan
，diyishijianfaxianwenti，bingzaishuziluanshengmoxingshangjinxingshiyan，yihuodezuijiazhiliaofangan。shuziluanshengjishuhaikeyidadasuoduanxinyaocongkaifadaoshangshideshijian。ciwai，chengshiguanli、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。

不(bu)過(guo)，數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)也(ye)麵(mian)臨(lin)許(xu)多(duo)挑(tiao)戰(zhan)。其(qi)中(zhong)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)是(shi)保(bao)證(zheng)所(suo)建(jian)立(li)數(shu)字(zi)模(mo)型(xing)的(de)可(ke)信(xin)性(xing)。建(jian)立(li)一(yi)個(ge)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)數(shu)字(zi)模(mo)型(xing)，並(bing)使(shi)其(qi)能(neng)夠(gou)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)反(fan)映(ying)物(wu)理(li)對(dui)象(xiang)的(de)特(te)性(xing)，這(zhe)一(yi)工(gong)作(zuo)仍(reng)任(ren)重(zhong)道(dao)遠(yuan)。目(mu)前(qian)，數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)在(zai)很(hen)多(duo)場(chang)景(jing)還(hai)隻(zhi)能(neng)作(zuo)為(wei)決(jue)策(ce)輔(fu)助(zhu)或(huo)參(can)考(kao)。

（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）