http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 11:54:59 來源:腦極體
年底了,會有各種各樣諸如《2019十大技術》《明年這五大技術改變世界》《這八個技術要變天,不知道你明年就別想加薪》之類的神秘文章出現。
其實吧,這類預測要麼是常識,要麼幹脆不靠譜,真知灼見並不算多。然而假如有種技術,戀念登上這類榜單,那是不是有點尷尬?
還真有這樣的技術,大家有興趣可以翻翻2016年到今天的這類預測榜單,會發現有種技術一直在上麵,它叫做:數字孿生。
suoweishuziluansheng,yongbijiaozhengshidehuashujieshi,jiushizhichanpinwulishitizaixinxikongjianzhongjichengchufangzhenmoxingsuodachengdeshuziluanshengti,yijiliyongshuziluanshengtishixianchanpinshengmingzhouqidanganhuaguanlidexiangguanjishu。
說shuo白bai了le,數shu字zi孿luan生sheng就jiu是shi現xian實shi中zhong有you台tai機ji器qi,咱zan們men就jiu在zai電dian腦nao裏li也ye搞gao台tai一yi模mo一yi樣yang的de虛xu擬ni機ji器qi。這zhe樣yang把ba數shu字zi世shi界jie裏li那na台tai一yi頓dun折zhe騰teng,看kan看kan它ta什shen麼me時shi候hou壞huai,咱zan就jiu能neng預yu測ce真zhen機ji器qi什shen麼me時shi候hou檢jian修xiu了le。
聽起來很靠譜對不對?事實上,數字孿生確實在各個領域都有著廣泛的應用前景,諸如建築工程、智慧城市、航空設計,並且也是著名的德國工業4.0中探索的核心技術之一。西門子是目前世界上公認對數字孿生投入最大,探索最深入的公司。
然而問題來了,為什麼這個聽上去很踏實的技術,卻永遠活在“明年一定要火”的預測裏呢?
這項技術真的就是物聯網世界中的“屠龍之術”,沒什麼實際用處嗎?
為什麼它永遠活在“明年”?
《航空周報》曾經做過這樣一個預測:2035nian,danghangkonggongsijieshouyijiafeijideshihou,jiangtongshishoudaoyitaoshuzifeiji。zhetaoshuzifeijibaohanzhenfeijidemeiyigebujian,meiyigejiegou,bingqiebansuizhezhenfeijidemeiyicifeixingerlaohua。zheyangfeijiyourenhewenti,doukeyizaishuziluanshengxitongzhongbeiyuxianganzhidao,congerjianghangkonganquanmaixiangxindetaijie。
但dan是shi這zhe種zhong想xiang法fa隨sui之zhi遭zao到dao了le航hang空kong界jie業ye內nei人ren士shi的de反fan對dui,他ta們men認ren為wei依yi靠kao虛xu擬ni映ying射she去qu判pan斷duan飛fei機ji故gu障zhang,才cai是shi真zhen正zheng靠kao不bu住zhu的de歪wai理li邪xie說shuo。飛fei機ji在zai每mei次ci飛fei行xing中zhong所suo受shou到dao的de氣qi壓ya、氣流、溫wen度du差cha異yi,都dou在zai不bu同tong程cheng度du影ying響xiang飛fei機ji機ji械xie構gou造zao。而er這zhe種zhong影ying響xiang是shi虛xu擬ni世shi界jie無wu法fa精jing細xi反fan射she出chu來lai的de,依yi靠kao數shu字zi係xi統tong去qu判pan斷duan飛fei機ji的de真zhen實shi情qing況kuang,才cai真zhen正zheng可ke能neng將jiang飛fei機ji帶dai向xiang危wei險xian。
這個爭論反應了數字孿生領域的一個先天問題:數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)作(zuo)用(yong)於(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)等(deng)領(ling)域(yu)的(de)想(xiang)法(fa)很(hen)好(hao)。然(ran)而(er)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)又(you)無(wu)法(fa)真(zhen)正(zheng)複(fu)製(zhi)物(wu)理(li)細(xi)節(jie),但(dan)工(gong)業(ye)體(ti)係(xi)卻(que)有(you)必(bi)須(xu)保(bao)障(zhang)高(gao)度(du)精(jing)準(zhun)。導(dao)致(zhi)這(zhe)類(lei)技(ji)術(shu)失(shi)蹤(zong)在(zai)看(kan)上(shang)去(qu)很(hen)酷(ku),和(he)實(shi)際(ji)沒(mei)人(ren)用(yong)之(zhi)間(jian)徘(pai)徊(huai)。
這裏必須要澄清一個概念,從2002年密歇根大學教授Dr. Michael Grieves第一次公開提到數字孿生概念開始,它就不是某種技術方式序列,而是一個技術目標。
就像AI,人工智能實際上是對模擬人類智慧、思維、情qing感gan的de若ruo幹gan種zhong技ji術shu實shi現xian方fang式shi的de合he集ji,而er不bu僅jin僅jin是shi專zhuan家jia係xi統tong或huo者zhe機ji器qi學xue習xi。數shu組zu孿luan生sheng也ye是shi一yi樣yang,它ta是shi一yi種zhong以yi複fu製zhi現xian實shi中zhong生sheng產chan係xi統tong為wei目mu標biao,各ge種zhong技ji術shu解jie決jue方fang案an構gou成cheng的de技ji術shu集ji群qun,而er不bu是shi真zhen的de有you一yi種zhong技ji術shu叫jiao做zuo數shu字zi孿luan生sheng。
在我們一般意義上討論的數字孿生中,設計物理仿真、傳感係統、大數據、沉浸技術、物聯網數據可視化技術等方方麵麵。總之,能夠參與到物理生產係統複製這個目標中來的技術,都可以算作數字孿生的構成部分。
而恰恰由於這些技術中的某幾項近年正在經曆快速發展,所以數字孿生也頻頻登陸預測榜,讓人覺得這項技術很快就來。
然而真的想在虛擬世界中,徹底複製一個生產線、一架飛機,卻會遭遇到若幹阻礙,比如說:
1、缺乏通用平台。數字孿生涉及設計、傳感、虛擬現實、數據標識、物理虛擬等多個維度的技術。這些是很難在統一平台中表示出來的。
2、zhenzhengxuyaoluanshengdeshebeibingbuduo。rangwomenhuixiangyixia,gongchanglidejiqidabufendoumeiyouxunibeifenhesuishigengxindeyingzixitong,buyeyongdehaohaodema。suoyishuziluanshenghenkenengqishishigeshangyekongjianfeichangxiaxiaodejishufuwuzhonglei。xuyaodexingyebingbuduo,bingqieyidingzhihuaxuqiuweizhu。
3、物理表征依舊很難進行數字化模擬,今天很多物聯網雲平台提供的“數字孿生”服務,實際隻能提供一個數據監控和3D模型而已。
4、孿生一個龐大生產係統、工業係統,甚至交通係統,所需要的算力是驚人的。但是占用如此大算力是否能得到效益最大化回報卻值得懷疑。
這zhe樣yang來lai看kan,真zhen正zheng全quan流liu程cheng周zhou期qi監jian控kong和he預yu測ce的de數shu字zi孿luan生sheng體ti係xi還hai是shi距ju離li我wo們men太tai遠yuan了le。但dan從cong某mou種zhong程cheng度du上shang說shuo,我wo們men可ke以yi把ba各ge種zhong現xian有you技ji術shu叫jiao做zuo數shu字zi孿luan生sheng的de一yi部bu分fen,甚shen至zhiCAD製圖也是在孿生生產係統。
但如果界定一個非常嚴格的界限,那麼數字孿生可能還活在實驗室裏。
但是先別急著失望,這個故事其實與人工智能在今天的情況依舊有點相似。比如說我們如果想要奧創那樣的人工智能,那可能得等到8102年,但如果想用人工智能完成個人臉識別啥的,那麼2018就可以。
數shu字zi孿luan生sheng也ye是shi如ru此ci,雖sui然ran理li想xiang中zhong的de工gong業ye數shu字zi孿luan生sheng,甚shen至zhi城cheng市shi數shu字zi孿luan生sheng並bing不bu靠kao譜pu,但dan如ru果guo我wo們men把ba它ta當dang做zuo一yi個ge思si路lu,願yuan意yi承cheng認ren不bu完wan整zheng的de數shu字zi孿luan生sheng同tong樣yang有you價jia值zhi,那na麼me在zai這zhe兩liang年nian的de產chan業ye服fu務wu市shi場chang中zhong,或huo許xu會hui有you意yi外wai發fa現xian。
比如說,依靠數據挖掘+物聯網雲+AI這條技術軌跡達成的工業數據的數字孿生,正在展現出巨大的潛力——並且不用等到明年再說。
這(zhe)個(ge)邏(luo)輯(ji)的(de)關(guan)鍵(jian)節(jie)點(dian)在(zai)於(yu),我(wo)們(men)為(wei)什(shen)麼(me)一(yi)定(ding)要(yao)像(xiang)科(ke)幻(huan)電(dian)影(ying)裏(li)一(yi)樣(yang),在(zai)屏(ping)幕(mu)上(shang)看(kan)到(dao)一(yi)個(ge)可(ke)拆(chai)卸(xie)可(ke)組(zu)裝(zhuang),保(bao)留(liu)全(quan)部(bu)物(wu)理(li)特(te)性(xing)的(de)機(ji)器(qi)呢(ne)?我(wo)們(men)隻(zhi)要(yao)通(tong)過(guo)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)的(de)測(ce)算(suan)和(he)分(fen)析(xi),讓(rang)機(ji)器(qi)散(san)發(fa)出(chu)更(geng)大(da)的(de)生(sheng)產(chan)力(li)就(jiu)好(hao)了(le)。
機器學習+數據挖掘,正在某種程度上激活數字孿生
大部分工業生產設備,本質上就是投入生產材料,產出生產結果的數據運算。其中資源使用數量、良品率、生產效率、生(sheng)產(chan)結(jie)果(guo),這(zhe)些(xie)最(zui)關(guan)鍵(jian)節(jie)點(dian)也(ye)都(dou)是(shi)數(shu)據(ju)。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)放(fang)棄(qi)直(zhi)接(jie)可(ke)視(shi),保(bao)留(liu)物(wu)理(li)特(te)性(xing)的(de)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng),而(er)僅(jin)僅(jin)把(ba)數(shu)據(ju)係(xi)統(tong)孿(luan)生(sheng)出(chu)來(lai),似(si)乎(hu)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)並(bing)不(bu)需(xu)要(yao)麵(mian)對(dui)特(te)別(bie)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。
suizheyunjisuanheshuzihuashengjizhexieliniandexingqi,yuelaiyueduodeyunfuwushangheqiyeshuzihuafuwushang,kaishijiyushujucaiji,tigongshujucengmiandexitongluanshengfuwu,birujiaguwenhenzaojiutigongleisinengli。
但dan是shi對dui於yu企qi業ye來lai說shuo,比bi較jiao尷gan尬ga的de地di方fang在zai於yu,我wo的de機ji器qi被bei孿luan生sheng之zhi後hou,我wo到dao底di能neng夠gou得de到dao什shen麼me?看kan到dao屏ping幕mu上shang一yi大da堆dui數shu字zi在zai跑pao,這zhe個ge似si乎hu對dui於yu企qi業ye的de意yi義yi並bing不bu大da。所suo帶dai來lai的de提ti升sheng無wu非fei兩liang點dian,一yi個ge是shi企qi業ye管guan理li者zhe和he工gong程cheng師shi可ke以yi更geng精jing準zhun的de看kan到dao全quan局ju數shu據ju;二是企業數據有了備份,一旦出問題可以查詢。
這兩點當然也是有意義的,但與不菲的服務費相比,似乎就值得思考一下了。
而AI的到來,確切說就是數據挖掘技術與機器學習技術的融合,正在激活這種簡陋版數字孿生的新活力。
在傳統意義上,一間工廠裏的各種原材料、設備、renyuanhezhiliangjiance,shifenbiedulideshengchanxitong,xianghuhezuogengduopingjiegongrenjingyan。suoweishengchanxian,wangwangyeshiyaogeishangyiliuchenghuanjiebaoliuzuidahuashengchanshijian,zaijinruxiayiliuchengzhong。
這就像一個大霧天的路口,因為害怕撞車,所以必須等前一輛車過去很遠,後一輛車才敢開過去。極大的生產效率也就在其中被浪費。
而(er)假(jia)如(ru)我(wo)們(men)利(li)用(yong)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)技(ji)術(shu),利(li)用(yong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)體(ti)係(xi)中(zhong)模(mo)擬(ni)生(sheng)產(chan)環(huan)節(jie)的(de)連(lian)接(jie),也(ye)就(jiu)可(ke)以(yi)剝(bo)開(kai)生(sheng)產(chan)環(huan)節(jie)間(jian)的(de)認(ren)知(zhi)迷(mi)霧(wu),用(yong)上(shang)帝(di)視(shi)角(jiao)來(lai)指(zhi)揮(hui)車(che)間(jian)裏(li)的(de)交(jiao)通(tong)。
當然,機器學習+工業數據的想象力遠遠不止於此。能耗問題、配料問題、次品出現原因,等等工業生產中的問題都可以用類似能力來解決。
所以說,AI帶來的想象力,重新激活了數據孿生的企業應用價值。包括3D模擬機器,在很多AI算法的幫助下,預測受損點和檢修時間也在成為可能。
結果這個故事變成了這樣:在我們期待的全物理擬態數字孿生依舊遙遠的今天,數字孿生卻可能基於工業IoT+AI的落地,產生另一重價值。並且這個發展機遇,正在反向影響數字工業裏的很多產業關係。
試用版數字孿生,同樣讓工業IoT亢奮不已
最後讓我們聊一下,數字孿生技術今天在AI+工業裏帶來的一些改變。
在聚焦越來越多活力的B端智能技術市場中,數字孿生的價值在於為企業提供一個可以備份、轉移、在(zai)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)進(jin)行(xing)學(xue)習(xi)和(he)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)的(de)參(can)照(zhao)係(xi)。很(hen)多(duo)智(zhi)能(neng)工(gong)業(ye)平(ping)台(tai)中(zhong)都(dou)引(yin)入(ru)了(le)數(shu)字(zi)克(ke)隆(long)的(de)部(bu)分(fen),而(er)為(wei)企(qi)業(ye)提(ti)供(gong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)基(ji)礎(chu)上(shang)的(de)增(zeng)值(zhi)服(fu)務(wu),也(ye)在(zai)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)樣(yang)。
在工業IoT體係中,比較主流的智能化要經曆這樣一個流程:
首先基於數據收集和傳感體係,在盡量完善的部分搭建數據采集係統;然而基於IoT雲進行數據上傳,這樣企業就有了數字化基礎;而後采用數字孿生解決方案,在虛擬平台中搭建抽象化的工業設備鏡像;繼而根據具體目標,利用深度學習算法一類的技術完成對數據的智能分析,給出優化生產流程的可行性分析;最後基於分析結果,進行各環節的技術優化與人工優化。
這(zhe)當(dang)然(ran)僅(jin)僅(jin)是(shi)個(ge)基(ji)礎(chu)邏(luo)輯(ji),在(zai)解(jie)決(jue)具(ju)體(ti)問(wen)題(ti)時(shi),企(qi)業(ye)要(yao)經(jing)曆(li)千(qian)變(bian)萬(wan)化(hua)的(de)特(te)殊(shu)問(wen)題(ti)處(chu)理(li)。而(er)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)在(zai)整(zheng)個(ge)工(gong)業(ye)智(zhi)能(neng)化(hua)體(ti)係(xi)中(zhong),帶(dai)給(gei)企(qi)業(ye)以(yi)很(hen)多(duo)新(xin)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。比(bi)如(ru):
1、工業IoT的門檻被降低。遠程分析、數據集中監控等工業生產的互聯網化方案成為可能性。一家企業不見得必須雇傭強大的數據專家或者AI學者,而可以通過數字孿生的方式遠程找到工業優化方案。
2、定製化生產更加容易。通過數字孿生技術搭配AI,企業將更加容易解決定製化工業產品的設計與生產關係問題。精細化生產和快流程生產都變得更加容易。
3、企業的“經驗”也ye可ke以yi被bei孿luan生sheng。今jin天tian很hen多duo企qi業ye不bu願yuan意yi嚐chang試shi數shu字zi化hua轉zhuan型xing,原yuan因yin在zai於yu企qi業ye中zhong很hen多duo生sheng產chan流liu程cheng是shi一yi步bu步bu探tan索suo,手shou耳er相xiang傳chuan的de抽chou象xiang經jing驗yan。盲mang目mu數shu字zi化hua可ke能neng會hui造zao成cheng工gong人ren的de不bu適shi應ying,反fan而er降jiang低di生sheng產chan效xiao率lv。而er數shu字zi孿luan生sheng帶dai來lai的de另ling一yi個ge可ke能neng,是shi基ji於yu機ji器qi視shi覺jiao和he數shu據ju吸xi收shou裝zhuang置zhi,企qi業ye可ke能neng將jiang生sheng產chan經jing驗yan、流程習慣等無法具現化的東西,在數據平台上孿生出來。達成行業經驗與工業實體的數字融合。
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