對於許多行業來說，數字孿生技術是未來。

數字孿生定義

數字孿生不僅僅是某物的副本或克隆，它是物件或系統的動態實時表示。

數字孿生是一種虛擬模型，旨在準確反映物理物件。是物理物件、流程、服務或環境的數字表示，其行為和外觀與現實世界中的對應物相似，可用於理解和最佳化其效能。

藉助感測器、執行器和其他連線裝置，數字孿生還可用於實時控制物理物件或系統。這使得在現實世界中實施新想法和策略之前，可以在虛擬環境中進行測試。

數字孿生型別

數字孿生技術可以分為四種不同的型別，每種型別都有其獨特的特徵和優勢。這些是元件、資產、系統和流程孿生。讓我們更詳細地看一下每個：

元件孿生

元件孿生是單個元件或零件的數字模型，例如電機、感測器、開關和閥門。它們實時和隨時間推移提供有關元件效能和行為的詳細資訊。這有助於組織監視這些元件的執行狀況和效能，並在需要時進行必要的更改。

資產孿生

資產孿生是建築物、機器和車輛等物理資產的數字模型。它們實時提供有關資產執行狀態、效能資料和環境條件的資訊。這有助於組織減少停機時間並提高其運營效率。

系統孿生

系統孿生是整個系統或流程的數字模型。它們允許組織監控和分析系統的效能，並確定可以改進的領域。系統孿生使組織能夠最佳化其流程並改進其運營方式。

程式孿生

流程孿生是整個業務流程或客戶旅程的數字模型。它們提供有關客戶如何與組織的產品和服務實時互動的詳細資訊。這有助於組織確定可以改善客戶體驗的領域。

數字孿生作用

數字孿生是推動多個行業數字化轉型的領先技術之一，從汽車和航空航天到智慧城市和醫療保健應用。

無論哪個行業，公司應該考慮使用數字孿生有幾個原因，包括：

降低維護成本：數字孿生使企業能夠了解潛在的故障來源，從而最大限度地減少非增值維護活動

提高生產效率：數字孿生可以幫助映象和監控生產系統，著眼於在整個製造過程中實現和保持最高效率。

改進產品研發：數字孿生的使用可以更有效地研究和設計產品，並建立有關可能的效能結果的大量資料。這些資訊可以帶來洞察力，幫助公司在開始生產之前進行所需的產品改進。

數字孿生用例

航空航天

航空航天任務本質上是複雜的。飛機和航天器等終端產品的設計和製造成本非常高，因此為了避免代價高昂的延誤，第一次就把工作做好就顯得尤為重要。從設計和工程一直到裝配和維護，數字孿生允許團隊以實時 3D 方式視覺化計算機輔助設計 (CAD) 模型和其他資料集並與之互動，從而改善決策。

建築

在專案開始時，建築師製作設計材料，包括效果圖和模型，以便客戶評估和批准設計。問題在於，沒有與利益相關者共享的協作環境來實時做出決策。在傳統評審期間傳達設計意圖是一個困難的過程。靜態 2D 和 3D 模型會導致細節在轉換中丟失，渲染不夠靈活，並且並非每個人都在同一頁面上。數字孿生解決了這些問題，因此不會再有代價高昂的錯誤。

汽車

在汽車行業，數字孿生用於在構建新設計概念之前對其進行模擬和測試，最佳化生產流程，甚至預測車輛在不同條件下的效能。為汽車 OEM 使用數字孿生的最大好處是能夠透過在潛在問題發生之前識別和解決它們來節省時間和金錢。隨著行業繼續採用這項技術，它在汽車生命週期的每個工作流程中發揮著越來越重要的作用，從設計和製造到營銷和維護。

能源

能源公司會產生大量資料，尤其是在運營越來越多地配備物聯網 (IoT) 感測器、具有人工智慧 (AI) 功能的高畫質攝像頭等的情況下。實時 3D 等數字技術可以將這些資料視覺化，以提供正確的見解，更好地為生產、維護、安全和安保以及最佳化方面的決策提供資訊。

城市

數字孿生技術可幫助全球城市的建築商、規劃者和運營商更好地瞭解和最佳化這些供公眾使用的空間。透過使用先進的互動式模型和實時物聯網資料，利益相關者能夠模擬交通流量、移動模式，甚至氣候變化和機場、道路和交通樞紐等關鍵基礎設施周圍景觀變化的影響。從單個設施到智慧城市，數字孿生正在幫助業主、運營商和政策制定者管理大量有價值的資料，使他們能夠更好地裝備我們的基礎設施以滿足未來的需求。

工業

隨著第四次工業革命(4IR)等新興趨勢的持續增長，製造商正在使用數字孿生技術來改變其產品生命週期。從加快產品開發的上市時間到提高一線員工的生產力，許多製造商已經從中受益。超過 80% 實施沉浸式技術的公司認為，他們在生產、製造和運營工作階段的創新和協作能力有所提高。

醫療

透過數字孿生，醫療專業人員能夠最佳化診斷和治療，同時避免實際測試的風險。透過利用電子健康記錄、基因組測序資料、成像結果和其他患者資訊以及匿名的比較研究見解，提供商可以比以往更準確地自信地為患者確定最佳治療方案。

零售

在大流行的刺激下，零售商利用數字孿生進行設計、規劃、運營等的需求呈指數級增長。線上吸引客戶的重要性也在一夜之間增加，零售商希望透過這項技術來建立身臨其境的虛擬體驗，以繼續與購物者建立聯絡。精明的零售商正在採用數字孿生來增強流程，以新的和深刻的方式與客戶建立聯絡，並提供引人注目的數字和店內使用者體驗。

數字孿生工具

• Akselos

• Ansys Twin Builder

• Autodesk Digital Twin

• Bosch IoT Suite

• Sovit3D

• CONTACT Elements for IoT

• Flutura Decision Science

• IoTIFY

• Oracle IoT Production Monitoring Cloud

• Predix

• ScaleOut Digital Twin Builder

• Seebo

• ThingWorx Operator Advisor

數字孿生未來

現有運營模式顯然正在發生根本性的變化。資產密集型行業正在發生數字化重塑，它正在以顛覆性的方式改變運營模式，需要資產、裝置、設施和流程的整合物理和數字檢視。數字孿生是這種重新調整的重要組成部分。

數字孿生的未來幾乎是無限的，因為越來越多的認知能力不斷用於它們的使用。因此，數字孿生不斷學習新的技能和能力，這意味著可以繼續產生所需的洞察力，使產品更好，流程更高效。