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”

，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


、dongtaide
，shuzimoxingyuqiwuliduixiangshizhongbaochiyizhi。shuziluanshengzheyishuyuzuizaoyingyongyuhangkonghangtianlingyu，jiyongshuziluanshengmonifeixingqizhixingrenwuqiandexunifeixing，congerduigexiangcanshujinxingfenxiheyouhua。cihou，shuziluanshengyuelaiyueshoudaogongyejiehexueshujiedeguanzhu。

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。

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）