摘要：和物聯(lián)網(wǎng)那么為什么我們認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)浪潮呢這是因?yàn)榍罢咴趥鞲衅骱洼斎霐?shù)據(jù)上已取得了不錯(cuò)的發(fā)展，而后者正在越來(lái)越多地將這些已有的成果更好地為我們所用。其他的同樣也可以使用解決方案，作為工業(yè)或物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

選自Medium
作者：Tomasz Kielar
京東云開(kāi)發(fā)者社區(qū)編譯

當(dāng)前的商業(yè)格局受到了眾多新技術(shù)的影響，有時(shí)確實(shí)讓人很難能跟上技術(shù)迭新的速度。雖然很多人都熟悉工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）這兩個(gè)詞，這里面包含了太多的技術(shù)內(nèi)容以及商業(yè)應(yīng)用上的含義，而Digital Twin則是另一個(gè)正在穩(wěn)步升起的下一波接力詞匯。

事實(shí)上，很多人都認(rèn)為Digital Twin是物聯(lián)網(wǎng)的自然演進(jìn)。畢竟，如果所有內(nèi)容都已經(jīng)以某種數(shù)字形式或其他形式被連接起來(lái)，為什么不讓它“順理成章”地進(jìn)入下一個(gè)進(jìn)程呢？

從本質(zhì)上講，這是Digital Twin架構(gòu)和技術(shù)背后的主要驅(qū)動(dòng)力——在數(shù)字環(huán)境中完全復(fù)制物理世界，為公司提供新的自由、機(jī)會(huì)和優(yōu)勢(shì)。

Digital Twin概念由密歇根大學(xué)的Michael Grieves首次提出，自2001年以來(lái)一直存在，但近年來(lái)，現(xiàn)代技術(shù)的不斷快速迭代，才為其實(shí)現(xiàn)與普及提供了可能性。

簡(jiǎn)而言之，Digital Twin指的是物理產(chǎn)品或資產(chǎn)的虛擬副本。此副本實(shí)時(shí)更新（或盡可能定期更新），以盡可能地匹配其真實(shí)世界。

然后，該模型可用于各種目的，從測(cè)試新策略到分析以前的結(jié)果，都是可以實(shí)現(xiàn)的。

那么，這個(gè)模型是如何工作的呢？通常，傳感器和其他組件用于收集有關(guān)資產(chǎn)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。然后處理該數(shù)據(jù)并用于創(chuàng)建副本。毋庸置疑，更先進(jìn)的傳感器，無(wú)論是更精確的設(shè)備還是更密集，更緊湊的陣列，都將有助于創(chuàng)建更加詳細(xì)的數(shù)字模型。

對(duì)物理產(chǎn)品和資產(chǎn)進(jìn)行試驗(yàn)可能是一個(gè)臨時(shí)且昂貴的過(guò)程。但是，可以快速編輯數(shù)字副本以測(cè)試新的解決方案并運(yùn)行Demo。如果實(shí)驗(yàn)不符合要求，則不會(huì)浪費(fèi)任何物理資源。

Digital Twin的另一個(gè)好處是，允許專家們可以在不與物理設(shè)備接觸的情況下進(jìn)行項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與處理

NASA就是一個(gè)很好的例子，NASA長(zhǎng)期以來(lái)一直是這項(xiàng)技術(shù)的先驅(qū)——即使在虛擬模擬之前，工程師也會(huì)創(chuàng)建1:1比例的發(fā)射設(shè)備復(fù)制模型。Digital Twin允許工程師處理已經(jīng)在太空中并且完全無(wú)法訪問(wèn)的設(shè)備，而沒(méi)有物理復(fù)制帶來(lái)的麻煩和困難。在管理員對(duì)物理實(shí)體進(jìn)行更改之前，可以運(yùn)用這一模型進(jìn)行詳細(xì)計(jì)劃更新和更改，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。

美國(guó)宇航局國(guó)家先進(jìn)制造中心制造專家兼經(jīng)理 John Vickers表示：“Digital Twin的最終愿景是在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建、測(cè)試和構(gòu)建我們的設(shè)備。只有當(dāng)我們把它帶到我們要求的地方時(shí)，我們才能實(shí)際制造它。然后，我們希望物理構(gòu)建通過(guò)傳感器與Digital Twin連接，以便Digital Twin包含我們通過(guò)檢查物理構(gòu)建可以獲得的所有信息?！?/p>

同樣，對(duì)于希望或需要對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品或設(shè)備進(jìn)行更改的公司，Digital Twin可幫助將停機(jī)時(shí)間降至最低。例如，在一條生產(chǎn)線中，無(wú)效的鏈接可能會(huì)限制整個(gè)鏈條的最佳效率，但是根本無(wú)法將其完全刪除以進(jìn)行審核/評(píng)估，因?yàn)檫@會(huì)關(guān)閉它所屬的整個(gè)流程。但是，虛擬副本可以在不產(chǎn)生這些成本的情況下進(jìn)行測(cè)試和改進(jìn)。

那么為什么我們認(rèn)為Digital Twin是“物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)浪潮”呢？這是因?yàn)榍罢咴趥鞲衅骱洼斎霐?shù)據(jù)上已取得了不錯(cuò)的發(fā)展，而后者正在越來(lái)越多地將這些已有的成果更好地為我們所用。

通過(guò)更多互連的設(shè)備和應(yīng)用程序，我們可以更輕松地鏈接數(shù)據(jù)并更好地了解更為詳細(xì)的情況。因此，Digital Twin是一種收集和組合這些數(shù)據(jù)的高級(jí)方法。

事實(shí)上，這是一場(chǎng)已經(jīng)在進(jìn)行中的革命。據(jù)Gartner稱，預(yù)計(jì)到明年（2020年），75％與物聯(lián)網(wǎng)整合的企業(yè)將使用 - 或計(jì)劃開(kāi)始使用 - 某種形式的Digital Twin技術(shù)。據(jù)估計(jì)，13％的公司已經(jīng)在使用此類解決方案，另有62％的公司已經(jīng)采用某種形式的Digital Twin。

對(duì)于許多Digital Twin應(yīng)用程序而言，它們使用的最佳場(chǎng)景與其他技術(shù)一起配合，例如人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)。其他的同樣也可以使用Digital Twin解決方案，作為工業(yè)4.0或物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

值得注意的是，它不是一種全新的替代解決方案。Digital Twin是用于改進(jìn)現(xiàn)有流程的，它為人們提供了一種“虛擬游樂(lè)場(chǎng)”，我們可以在模擬環(huán)境中嘗試各種方法，而不會(huì)影響真實(shí)產(chǎn)品。

Digital Twin技術(shù)用于各種用途，大多數(shù)企業(yè)都可以從中獲益。但是，Digital Twin確實(shí)對(duì)于部分行業(yè)有著更為深遠(yuǎn)的意義，這一點(diǎn)值得我們?cè)诖擞懻摗?/p> 制造與工程

毫無(wú)疑問(wèn)，創(chuàng)建虛擬副本對(duì)制造業(yè)和工程行業(yè)有著非常重要的意義。Digital Twin在制造業(yè)中的作用幾乎不需要介紹。它使公司能夠快速有效地測(cè)試新設(shè)計(jì)，無(wú)論是小型產(chǎn)品還是大型復(fù)雜設(shè)備。在虛擬環(huán)境中測(cè)試新的供應(yīng)鏈很容易，而測(cè)試物理實(shí)體則涉及關(guān)閉生產(chǎn)，從而導(dǎo)致企業(yè)的損失——只有在必要時(shí)以及確定最佳策略時(shí)才會(huì)這么做。

當(dāng)然，這種技術(shù)可以做得更多。一個(gè)有趣的例子是GE的數(shù)字風(fēng)電場(chǎng)。通過(guò)使用其風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)字再現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商可以制定優(yōu)化后的維護(hù)策略，并將天氣和其他因素也都考慮在了優(yōu)化方案中。由于維護(hù)的優(yōu)化升級(jí)，讓維護(hù)人員對(duì)各種條件下的設(shè)備狀態(tài)有了更好評(píng)估，設(shè)備與判斷的可靠性也隨之增加，有效提高了風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)生的能量輸出。

由于這一切都是以數(shù)字方式完成的，所以工程師可以自由地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，相反如果直接對(duì)實(shí)際渦輪機(jī)進(jìn)行物理測(cè)試，可能是需要付出較為昂貴的代價(jià)。而前者的存在，就是確保后者僅在解決方案經(jīng)過(guò)全面測(cè)試和評(píng)估后才再去實(shí)施。

這些好處也適用于生產(chǎn)過(guò)程。工廠可以使用虛擬復(fù)制品來(lái)測(cè)試更簡(jiǎn)化的解決方案，發(fā)現(xiàn)其當(dāng)前生產(chǎn)能力的極限，以及測(cè)試新解決方案的壓力。

我們之前提到Digital Twin可以使用傳感器記錄任何項(xiàng)目的持續(xù)狀態(tài)。這種Digital Twin分析具有很大的潛力——尤其是在汽車領(lǐng)域。隨著汽車與物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)的集成越來(lái)越多，復(fù)制每個(gè)細(xì)節(jié)的能力變得越來(lái)越容易。

例如，在任何事件發(fā)生后，Digital Twin可以使用傳感器記錄創(chuàng)建所發(fā)生事件的實(shí)時(shí)復(fù)制。這樣，工程師可以直接分析每個(gè)確切的問(wèn)題對(duì)車輛的影響，而不僅僅是分析后記錄的數(shù)據(jù)。

然而，Digital Twin在汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)。工程師可以在數(shù)字化的情境中測(cè)試車輛的安全功能，降低不不必要的因安全而需要召回新車輛的風(fēng)險(xiǎn)。

這對(duì)于汽車零件制造商們也很重要，因?yàn)槠囆袠I(yè)的零部件來(lái)自眾多不同的公司。Digital Twin允許供應(yīng)商或生產(chǎn)商的產(chǎn)品在真正被安裝到汽車上之前獲得更多數(shù)據(jù)，測(cè)試新解決方案并改進(jìn)他們的產(chǎn)品。

同樣，在智能汽車方面，Digital Twin也可以提供很好的幫助。許多智能汽車制造商都是在數(shù)字化虛擬環(huán)境中進(jìn)行自動(dòng)駕駛方面的測(cè)試。由于自動(dòng)駕駛技術(shù)仍在發(fā)展階段，制造商可以將實(shí)際測(cè)試時(shí)獲得數(shù)據(jù)，用Digital Twin不斷地測(cè)試和改進(jìn)他們的解決方案。

醫(yī)療保健領(lǐng)域的Digital Twin可以識(shí)別各種醫(yī)療領(lǐng)域中涉及的各種設(shè)備（通常非常昂貴并且需要擁有較高操作水平的專門人員）的故障或問(wèn)題。例如，MRI掃描儀等產(chǎn)生了大量的日常日志和消息，這些日志和消息可以輸入Digital Twin以查看其當(dāng)前狀態(tài)，以及項(xiàng)目新出現(xiàn)的問(wèn)題。有了這個(gè)，工程師可以提前設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)問(wèn)題的解決方案，避免關(guān)鍵時(shí)刻的突發(fā)問(wèn)題，保持這些設(shè)備的良好維護(hù)。

在更個(gè)人的層面上，醫(yī)療設(shè)備也可以擴(kuò)展到云，其中來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)可以立即與患者的病史以及外部數(shù)據(jù)（例如人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）相關(guān)聯(lián)。由此，還可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)分析——這在初始醫(yī)療設(shè)備上是不可能實(shí)現(xiàn)的——盡可能多地獲取信息以提供更高的洞察與分析能力，而所有這些都由每個(gè)虛擬副本為患者提供支持（至少?gòu)尼t(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的角度來(lái)看）。

對(duì)于醫(yī)院和醫(yī)療設(shè)施而言，Digital Twin可用于壓力測(cè)試操作，模擬在大規(guī)模緊急情況下醫(yī)院應(yīng)該如何進(jìn)行最佳操作。從醫(yī)生及工作人員的調(diào)配、病床和診室的進(jìn)出等，以達(dá)到在大規(guī)模緊急情況下可以更好地幫助患者。

同樣，在醫(yī)療保健產(chǎn)品中應(yīng)用Digital Twin也可用于幫助醫(yī)生為個(gè)體提供定制護(hù)理。有了足夠的信息，Digital Twin可以提出更私人的解決方案，將每個(gè)人不同的身體狀態(tài)和數(shù)據(jù)囊括其中。

事實(shí)上，已經(jīng)有很多人都期望未來(lái)能在醫(yī)療保健行業(yè)中從這個(gè)技術(shù)上獲益。隨著醫(yī)療領(lǐng)域的進(jìn)步和更精確的傳感器（如基因組讀?。┳兊迷絹?lái)越普遍，實(shí)際上將所有這些結(jié)合起來(lái)的能力將為整個(gè)行業(yè)開(kāi)辟新的可能性。

從產(chǎn)品制造周期的一開(kāi)始到商店的戰(zhàn)略性展示，零售領(lǐng)域就是數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域。因此，有理由認(rèn)為，在零售業(yè)務(wù)中使用Digital Twin可以帶來(lái)很多好處。

在產(chǎn)品層面，公司可以使用Digital Twin模擬從產(chǎn)品生產(chǎn)一直店內(nèi)展示的全流程。在這里，公司可以分析制造流程、供應(yīng)鏈和物流、測(cè)試新的簡(jiǎn)化解決方案等等，可以有效降低成本（從而提高利潤(rùn)率）。

想測(cè)試新包裝或設(shè)計(jì)是否可以降低費(fèi)用？Digital Twin讓您無(wú)需對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系列進(jìn)行大規(guī)模物理更改即可對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

在更廣泛的業(yè)務(wù)層面，零售商店可以使用Digital Twin技術(shù)模擬他們的商店情況，并使用傳感器跟蹤客戶行為。然后，可以將此信息存儲(chǔ)在Digital Twin上，以研究關(guān)鍵產(chǎn)品的最佳位置。然后可以建議并以數(shù)字方式測(cè)試產(chǎn)品和布局更改。

亞馬遜已經(jīng)在做類似的事情，使用分析數(shù)據(jù)來(lái)確定其倉(cāng)庫(kù)的最佳布局，最需要的項(xiàng)目存儲(chǔ)在最易于訪問(wèn)的位置。Digital Twin提供了一種測(cè)試此類自動(dòng)化的好方法，確保提出的解決方案不會(huì)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)料的后果，例如直接訪問(wèn)通道或路由交叉并導(dǎo)致延遲等問(wèn)題。

從技術(shù)角度來(lái)看，Digital Twin技術(shù)正變得越來(lái)越容易獲得。云技術(shù)提供了一種在不需要配備昂貴服務(wù)器的情況下處理和運(yùn)行應(yīng)用的方法。

如果您的公司一直在采用大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)集成或工業(yè)4.0解決方案，那么您可能已經(jīng)開(kāi)始使用Digital Twin架構(gòu)了。這些技術(shù)趨勢(shì)都涉及使用傳感器和其他數(shù)據(jù)收集手段進(jìn)行分析和評(píng)估。在某些情況下，您可能已經(jīng)有足夠的資源來(lái)創(chuàng)建原型或工作模型。

話雖這么說(shuō)，實(shí)施Digital Twin也需要強(qiáng)大的數(shù)字文化。當(dāng)企業(yè)已經(jīng)使用傳感器和其他數(shù)據(jù)收集技術(shù)盡可能多地學(xué)習(xí)時(shí)，這些模型才能發(fā)揮最大效用。

然而，對(duì)任何一家公司而言，使用新技術(shù)的至關(guān)重要的因素是確定您想要改進(jìn)的領(lǐng)域。就像大數(shù)據(jù)一樣，捕獲所有內(nèi)容非常容易，但不能保證它完全有用。應(yīng)該改進(jìn)這些解決方案，并將其重點(diǎn)放在最適用的領(lǐng)域。這是為什么最好從小規(guī)模開(kāi)始，將Digital Twin技術(shù)應(yīng)用于最有利的原因之一。

對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，Digital Twin已經(jīng)在這里——就算沒(méi)有被“看見(jiàn)”，它也將在不久的將來(lái)出現(xiàn)。如果您不是已經(jīng)“看見(jiàn)”了Digital Twin的大多數(shù)之一，那么您可以評(píng)估一下業(yè)務(wù)并確定虛擬模擬是夠可以直接改進(jìn)的該領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)確保了世界可以獲得各種各樣的傳感器和輸入源，那么為什么不把他有效地利用起來(lái)呢？

Digital Twin使公司能夠測(cè)試新的解決方案，評(píng)估以前的事件并預(yù)測(cè)未來(lái)的行為。它使不同的公司能夠合作共贏，并提供低成本、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的方式來(lái)測(cè)試新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、解決方案和服務(wù)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)對(duì)世界越來(lái)越深的影響，Digital Twin解決方案變得越來(lái)越可行。這種技術(shù)使公司能夠自由地評(píng)估、測(cè)試和改進(jìn)，而不必過(guò)多擔(dān)心風(fēng)險(xiǎn)因素。此外，任何現(xiàn)實(shí)世界的決策都將通過(guò)重要的模擬結(jié)果得到加強(qiáng)，幫助組織做出最佳的選擇。

京東云物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品現(xiàn)已開(kāi)啟公測(cè)

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