工業互聯網脫“虛”向“實” 數字孿生迎發展窗口期

數字孿生（Digital Twin）正在成為企業實現轉型與創造價值的重要驅動力。通過在物理世界和數字世界之間建立起實時聯系，企業可以利用數字孿生實現產品的全生命周期管理。這有助于企業快速發現和解決問題，加快新品的上市速度，提高產品質量，優化運營，并開發新的經營模式、提高收益。

日前，由樹根互聯與Gartner聯合發布工業互聯網行業白皮書《如何利用數字孿生幫助企業創造價值》。Gartner預測，到2021年，半數的大型工業企業將使用數字孿生，從而使這些企業的效率提高10%。到2024年，超過25%的全新數字孿生將作為新loT（物聯網）原生業務應用的綁定功能被采用。

8月12日，樹根互聯市場總監駱凌雯接受21世紀經濟報道記者采訪時表示：“工業互聯網業內，口號多，概念多。數字孿生的《白皮書》，通過國內外的應用案例讓工業企業客戶對工業互聯網的一些概念有更清晰的認知，為其企業數字型轉型決策提供參考。”

據駱凌雯介紹，《白皮書》聚焦近年業界關注度很高的數字孿生，對這一前沿技術的商業價值進行解讀，并結合國內領先的工業互聯網平臺企業樹根互聯在數字孿生方面的實踐成果，指出不同企業應用數字孿生的差異化路徑，為更多中國企業切實應用這一前沿技術提供了一份詳實的“指南”。

差異化發展

數字孿生是物理實體的數字化鏡像。簡單來說，就是利用數字技術，將物體、系統、流程等信息實時映射在數字化系統中，對產品、制造乃至工廠虛擬仿真，創造一個數字版的“克隆體”，是推動產品創新、性能提升的底層邏輯和強大支撐。數字孿生也可以是組織或流程在數字世界的映射，例如訂單響應、庫存跟蹤、避免缺貨、已售商品成本、已售商品能源成本等等。

伴隨新一代信息技術與制造業深度融合發展，工業互聯網成為制造業從“顯”到“隱”的抓手，互聯網從“虛”向“實”的載體。也正是在這一過程中，數字孿生成為工業互聯網關鍵技術之一。

“在工業互聯網平臺中，數字孿生體位于PaaS（平臺即服務）層，以API（應用程序接口）的形式出現，其除了將物理實體的運行數據進行簡單采集聯網，還嵌入基于專業領域知識和生產管理經驗的診斷、預測、決策模型，進而輸出企業工藝優化方案和運行管理決策的解決方案。”駱凌雯如是說道。

“因此，工業互聯網平臺是數字孿生的孵化床，數字孿生是工業互聯網平臺的重要場景。”廣東希睿數字科技有限公司總經理李偉指出，隨著工業互聯網的出現，網絡的連通效用使得數字孿生在設備資產管理、產品生命周期管理和制造流程管理中開始發生關聯、互相補充。例如，利用工業互聯網平臺向下將邊緣側基礎設施同數字孿生體關聯，向上將數據傳遞、存儲在云端，其他用戶也可以根據自身需要通過平臺的服務來建立數字孿生體。

駱凌雯建議，“工業互聯網相關企業需要圍繞工業應用場景，如智能研發、智能生產、智能管理、智能服務和產業協同的數字孿生應用，增加設備連接數，構建以上幾個場景不同流程環節的模型機理，才能有更多的高階應用與效益。”

值得注意的是，《白皮書》針對不同規模的企業提出了差異化建設數字孿生的路徑。

大型企業往往架構龐大，有多種IT和OT子系統。這類型企業可通過獨立部署工業互聯網平臺，為企業整合和計算各級指標對應的數字孿生，并以微服務的形式和各業務系統集成和交換數據，從而大幅提升企業數字化轉型的速度、降低成本和風險。小型企業則往往運營效率不高、資金不足，對此，《白皮書》建議可借助公有云的工業互聯網平臺，以較小成本快速實現企業能力的提升。

商用落地

數字孿生是現實世界實物或系統的數字化表達，可應用在智慧城市，智慧交通、工業智造，甚至是文學娛樂。

駱凌雯預測：“隨著物聯網的廣泛應用，到2020年，將有210億個傳感器和末端接入點連接在一起，在不久的將來，數十億計物體將擁有數字孿生模型。”

事實上，隨著數字孿生應用的不斷普及，《白皮書》指出，已部署IoT的受訪者中，有13%聲稱已經實施了數字孿生，2020年有62%的人正在實施或者計劃實施數字孿生。

隨著大數據、人工智能、5G、邊緣計算等新技術的普及，數字孿生的場景不斷豐富。PLM（產品生命周期管理）系統、CAD（計算機輔助設計）系統、制造流程管理和制造執行系統（MES）等技術的發展，也加速了數字孿生在制造業中的落地。

目前，樹根互聯已在眾多工業互聯網落地案例中應用了數字孿生。以三一集團為例，三一集團于2008年開始布局數字孿生技術，以此來實現“產品+服務”的組合拳戰略，來跟國際巨頭進行競爭。根據樹根互聯運行數據顯示，通過在智能服務、智能研發、智能工廠、金融創新等場景實現的工業變革最終帶給三一集團的收益非常明顯。

《白皮書》數據顯示，基于IoT的數字孿生智能服務，對響應的提高有33%的正面影響;基于故障建模與設備運行的IoT數據建模，對提高備件預測準確率有55%直接效益影響。工程師響應時間從原來300分鐘縮短到15分鐘，主要服務區域2小時到現場，24小時維修好，渠道備件庫存降低3億元，同時一次性修復率從75%提升到92%。

駱凌雯指出：“數字孿生未來的關鍵詞是開放，數字孿生架構中的開放API可向DT（數據處理技術）生態系統提供物模型API、DT模型API、訂單分派API、機制模型API和數學/數據模型API。”

但作為一種開放共享的新興技術，數字孿生在與互聯網加速融合的過程中勢必面臨一系列網絡安全風險與挑戰。“開展數字孿生領域網絡安全管理體系建設，提前研判風險和制定應對措施也將成為促進數字孿生相關技術發展的必要舉措和發展方向。”李偉補充道。

此外，駱凌雯提醒數字孿生走向產業化阻礙在于連接的設備數。“數字孿生技術目前應用更多在高價值的設備，例如飛機的研發。可要是一臺幾千塊的設備，例如縫紉機，若應用到數字孿生的技術，就會導致單臺成本陡增，沒有多少客戶愿意買單。連接的設備數越多，才有可能把技術成本給攤分下來，才可能應用到更多相對低價的設備上。”