什么是数字孪生产品？

我们将导入概念模型（通过 BIM、CAD 或 GIS）或扫描现实世界中的实体并结合企业和物联网 (IoT) 数据对其进行可视化和分析，从而实现数字孪生的创建。由实时 3D 驱动的数字孪生是一种计算机图形技术，它可以比人类感知更快地生成交互式内容，还可以将多个数据源（包括信息和模型）以逼真的交互式可视化方式进行管理、组织和呈现。

数字孪生是资产在现实世界中可能经历的运动、力量和交互的虚拟表现。这让用户能够接触到三维且能够对其动作实时响应的动态内容。在这种虚拟环境中，它们可以有效地模拟真实世界的条件、假设场景和任何可以想象的情况，并在任何平台（包括移动设备、计算机以及增强现实、混合现实和虚拟现实 (AR/MR/VR) 设备）上即时地将结果可视化。

每个数字孪生部署都是独一无二的。部署通常分阶段进行，每个阶段的复杂性和业务影响都在增加。数字孪生可以从3D模型的产品配置器到像城市一样庞大的网络或系统的精确表示，每个组件都与工程、施工、运营数据和虚拟设计动态链接。

随着跨学科和地域的团队对复杂构建的设计、建造、构建、销售并最终运营和维护，数字孪生在生命周期的每个阶段都会为这些团队的决策提供信息。

使用数字孪生作为研究现实对象的方法，这一概念最早由 NASA 在 20 世纪 60 年代提出。NASA 在地面复制了它的航天器，使其与太空中执行探索任务的系统相匹配。这项技术在阿波罗 13 号任务中得到了显著证明。通过连接的孪生，Mission Control 能够快速调整和修改模拟，使其与受损航天器的条件相符，并对策略进行故障排除，从而使宇航员安全返回。

在 20 世纪 70 年代初，大型计算机被用作数字孪生系统来监控发电厂等大型设施。20 世纪 80 年代，像 AutoCAD 这样的 2D CAD 系统出现了，这些系统可以绘制技术图纸，使得用计算机设计任何东西成为可能，并很快被数百万设计师和工程师采用。

到 21 世纪初，具有参数化建模和模拟的 3D CAD 能够以更智能的方式设计更复杂的组件，例如互联对象的数据库。快进到 2010 年代中期，当时所有领先的 3D CAD 供应商都推出了云连接解决方案，主要用于协作和项目管理，并逐步用于衍生式设计，但 CAD 工具仍然基于电脑运行。

我们的今天标志着实时 3D 驱动的数字孪生时代的起源，超越了控制面板和 3D 模型，可以在任何设备或平台上解锁来自多个来源的数据，以实现更好的协作、可视化和决策。

通过数字孪生部署，客户可以立即实现更好的数据访问。随着数字孪生的成熟，其他优点包括降低维护成本、增加用于流程变更决策的信息、节省大量成本以及提高维护和运营效率。从一开始就拥有更好的设计会在项目的整个生命周期中提供优点，因为在设备的生产、使用和维护过程中产生的 80 - 90% 的成本都是在设计阶段确定的。

在设计行业中使用数字孪生改进了多用户协作和通信。客户在施工前便可体验无缝的数据聚合和交易协调。

数字孪生使安全培训、质量保证和质量控制成为可能，大大减少了建筑行业的事故和失误。当数字孪生方案用于维护和运营时，其优点包括优化运营、减少停机时间以及降低维护和人员成本。

与数据实时交互的能力正在改变人们指定设计、运营和维护决策的方式。实时 3D 技术中对复杂运营的可视化和模拟能力提升了人们与资源的交互方式，改变了地球上每个现实空间和资源的创建、建造和操作方式。

数字孪生是以概念模型（例如，BIM、CAD 或 GIS）或真实实体（例如，制造产品或设施）的扫描结果构建的可视化。物联网 (IoT) 是指拥有唯一标识符 (UID) 的物理对象网络，并包含嵌入式技术。这使它们能够通过互联网与其他对象进行通信和交互，收集现实世界和实时数据。当数字孪生与 IoT 数据集成时，它们可以洞见资源在特定时间点的性能，并帮助用户评估可能的结果并规划解决方案。

通过访问 IoT 传感器和数据，数字孪生可以捕捉虚拟模型的整体视图，以解锁更深层次的智能运营。例如，发动机的数字孪生可能包含其性能特征的信息，并允许工程师运行模拟以测试新设计或测量未来变化的影响。

虽然数字孪生有许多不同类型，但它们都具有一些共同特征。它们使用物理对象和系统的数字表示，包含 UID，以便可以被互联网设备轻松识别，并允许它们与物理 IoT 设备之间进行双向通信，以交换信息和协调行动。

收集大量数据是一回事，但以智能方式消耗数据则是另一回事。最佳决策是使用数据做出的，但数据的好坏取决于您是否有能力将其用于现实来模拟和预测业务场景。

每一个正在经历数字化转型的企业在找到处理和利用原始数据的方法之前，都面临被原始数据淹没的风险。如今，与处理原始数据、过滤无用部分、组合原始数据以及将其转换为在应用程序上下文中对用户有意义的信息相比，捕获原始数据的挑战要小得多。

主要挑战是释放信息的力量。企业和 IoT 数据已经埋没在数据库、电子表格和模型（CAD、BIM、GIS）中。实时 3D 数字孪生可以让这些数据重现生机。

产品、设备、工厂、建筑物和城市已愈发不仅仅是现实世界中的事物，它们拥有精确的虚拟对应物。甚至人都有对应的数字孪生。我们将在元宇宙中通过实时 3D体验互联网的下一次迭代，以及系统、设备和人之间的互联。

元宇宙正在解锁一种新经济，提供无数机会，例如3D 营销，以便在跨数字和混合现实空间中获得沉浸式体验，无论是管理设施更新还是定制车辆购买。