作者：和君节能环保事业部助理咨询师 刘延

数字孪生是信息化和工业化的高度融合，这种技术将实物环境采集到的实物数据，反映到虚拟环境中间进行验证与试错，完成后找到最优生产参数组合，最终进入实物环境的设计、制造、服务，是一个虚拟到现实再进入虚拟的循环上升过程。

在设计阶段中，数字孪生可有效降低开发成本。数字孪生可以基于工厂的生产环境，建立虚拟的数字化生产线、机床、机器手等一整套生产环境，由此监测虚拟环境中各个生产环节受外界环境变化的影响，进而寻找加工制造最优参数组合，减少实物实验消耗成本。

数字孪生应用主要包含数字模型设计，即使用开发工具构建满足技术规格的产品虚拟原型，精确的记录产品的各种物理参数，并通过一系列的验证手段来检验设计的精准程度；模拟和仿真，即通过一系列可重复、可变参数、可加速的仿真实验，验证产品在不同外部环境下的性能和表现，在设计阶段就验证产品的适应性。

以汽车设计为例，达索利用其仿真平台3D Experience，帮助包括宝马、特斯拉、丰田等汽车公司，准确进行空气动力学、流体声学等方面的分析和仿真，在外形设计上大幅度地提升流线性，减少了空气阻力。

但以实体为基础的虚拟环境无法完备的描述原有的实体，即使客体的功能、关系和状态是可以建模的，而客体与周边环境相关的行为和安全保障是不可能建立完备的模型的。再者，即便是可以建立的模型，其复杂性往往是指数增长的，使得实际的运用上无法实现。

以波音737-Max 8失事事件为例，波音的飞行控制系统是通过各种环境模拟、工况仿真研发出来的，这款机型为了防止起飞时仰角过大导致失控，人为的增加了飞行控制系统，但可能缺少某一种工况仿真的数据，导致飞机最终失事，埃航的声明也证明了这一点。

目前阶段下，数字孪生处于突破在即的前沿技术，在设计方面的商业模式并不能得到充分保障。企业应当建立自身的数据系统，为将来的虚拟环境打下数字化基础。