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
、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、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。

buguo，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）