面向未来的企业正积极利用数字孪生技术，高效地进行实体或数字产品的创建、问题排除、更新和创新。 如果您还不了解数字孪生是什么，请继续阅读，寻找答案！
物联网 (IoT) 技术使得企业能够从现实世界中收集海量数据。 当这些数据被应用于商业用途时，物联网正在彻底改变各种制造和服务交付流程。 它还能帮助企业为现有和新产品/服务构建实时的模拟环境。
在物联网技术支持下的高级模拟或数字孪生概念，能够为企业提供来自现场的精确数据。
如果您从技术和理论层面理解了数字孪生的概念，您将开启巨大的机遇之门。
您可以成为数字孪生机构，为大型企业构建解决方案，或者在顶尖公司获得高薪职位。 更不用说，您还能将这项技术应用到自己的业务中。 因此，让我们深入了解数字孪生的定义、工作原理、应用价值以及其他相关内容。
什么是数字孪生？
数字孪生是物理产品、资产、劳动力、业务流程工作流以及数字软件的虚拟化和计算机化模型。
在整个产品生命周期中，数字孪生通过传感器和调查输入获取实时数据。 数据分析算法会分析收集到的数据，以显示未来的预测趋势。
因此，产品开发团队可以调试产品、在下一个开发周期中改进产品、发现全新的商业创意等等。
任何具有商业价值的事物都可以拥有数字孪生。 从简单的产品仓库到公司总部、航天器、海上石油钻井平台、超级高铁系统、客户关系管理系统和网络安全软件，一切都可以在计算机程序中进行复制。
数字孪生如何工作？
数字孪生的构建过程始于创建物理对象的图形化副本。 例如，如果需要创建办公大楼的数字副本，您可以使用任何 CAD 软件来构建该建筑物。 此外，您还可以使用 3D 扫描仪扫描建筑物的各种内部空间，从而使数字副本更加接近真实。
接下来，您需要安装用于数据收集的物联网设备。 这些设备可能包括恒温器、支持 OCR 的智能安全摄像头、网状 Wi-Fi 盒、温度传感器、水传感器、空气传感器、环境声音传感器等。
通过使用一个或多个边缘分析设备，您可以从这些物联网设备和传感器收集有价值的数据。 在本地分析数据后，您可以将数据存储在云端，并利用这些见解，在计算机上使用 CAD 模型构建建筑物的实时模型。
数字孪生将复制建筑物内发生的一切。 通过连续的数据流，您可以预测客流量、用电量、Wi-Fi 覆盖范围、空调使用情况、最佳商业空间利用率等。
数字孪生的类型
#1. 商业资产孪生
当两个或多个业务组件协同工作以产生有价值的结果时，我们称之为业务资产。 现在，当您创建此类资产的数字孪生时，您将得到资产孪生。
此类数字副本可以帮助您研究组件在现实世界中的交互，并收集性能数据以改进流程。
#2. 零件或组件的孪生
组件或零件孪生是业务流程中最小单元的数字副本。 例如，传送带、机械臂等可以在计算机程序中进行数字建模，用于仿真目的。
#3. 单元或系统孪生
单元孪生是具有业务系统实时工作数据的数字副本，可生产中间产品或成品。 例如，矿泉水装瓶机为贴标单元生产包装好的矿泉水。
#4. 流程或工作流孪生
工作流或流程级别的数字孪生是数字副本的最高层级。 例如，创建真实汽车制造厂的数字模拟是一个流程孪生体。
流程孪生体展示了人力、机器人资产、生产单元和其他微型设备如何协同工作以生产汽车。
数字孪生与模拟
尽管两者听起来很相似，但请在下表中查看它们的细微差别：
| 特征/属性 | 数字孪生 | 模拟 |
| 规模 | 从小型的业务系统到大型制造工厂 | 通常，企业使用模拟来满足小规模的特定需求。 例如，驾驶飞机或模拟网络攻击。 |
| 实时数据 | 从数字化对象运行的环境中收集的实时数据是数字孪生技术的核心。 | 模拟不需要实时数据输入。 |
| 研究范围 | 可以研究整个业务或一个微小的任务。 | 模拟一次专注于一个任务。 |
| 洞察共享 | 数字孪生会自动将输出洞察分享给物理对象或流程。 | 模拟不会自动共享见解。 您需要手动实施结果。 |
数字孪生的应用案例
#1. 制造业
数字孪生在制造业中反映了产品的整个生命周期。 因此，当您了解到数字孪生已成为所有制造阶段不可或缺的一部分时，您不会感到惊讶。 它引导产品从设计阶段到成品，贯穿所有环节。
#2. 医疗保健
如同产品和服务一样，患者也可以从数字孪生技术中获益。 一系列医疗保健物联网设备将收集不同级别的数据。
专家可以将此类医疗保健数据和治疗策略应用于数字副本进行情况模拟。 这种方法可以得出治疗疾病的最佳方案。
#3. 汽车
车辆包含许多复杂、可变且协同运行的系统。 设计师和工程师在汽车设计和制造中广泛使用数字孪生。
这种方法改进了车辆，最大程度地降低了生产成本，并为汽车行业带来了可观的收益。
#4. 零售
大型连锁店已经在其购物中心和广场应用了数字孪生技术。
他们通过一系列物联网设备收集客户数据，跟踪客户对产品展示、包装、特定品牌的选择、定价考虑等因素的情绪。
然后，通过分析这些数据，零售营销团队可以制定零售策略，以最大化销售额。
数字孪生在物联网中的应用
物联网和数字孪生技术是紧密相连的。 您需要部署物联网设备来收集有关真实对象的实时数据，并将数据传输到计算机服务器中的数字副本。
由于物联网设备可以相互通信并与中央服务器通信，因此收集有关您监控的物理对象的整体数据变得更加容易。 物联网设备不断提供数据，以便数字孪生模型可以进行分析并呈现性能洞察。
同样，物联网制造商也可以创建一个设备或整个家庭或办公室的数字副本，并测试他们愿意开发的各种物联网设备的效能。
例如，物联网制造商可以使用 CAD 和实体住宅的 3D 扫描来创建智能家居的模拟。 然后，在其数字孪生上，它可以将各种物联网设备放置在不同的位置，并确定它们是否可以连接到家庭 Wi-Fi 或是否需要改进。
数字孪生的优势
以下是您的企业在实施数字孪生技术后可以享受到的优势：
#1. 提高效率
当新产品处于制造阶段时，您可以实时优化整个流程，更换有故障的工厂设备，防止事故发生，并最大程度地减少系统停机时间。
#2. 具有成本效益的研发
借助真实产品或服务的数字孪生副本，您可以在中央服务器中获取大量的性能数据。
因此，您可以对数据进行切片和分析，以进行预测并形成假设。 如果这些假设成立，您就可以从现有产品和服务中发现新的产品、服务或收入模式。
#3. 更好的性能
您还可以通过使用物联网收集实时数据并将数据投射到数字孪生模型上，确保产品和服务的持续最佳性能。
例如，任何即将发生的系统故障都会自动显示在您的屏幕上。 您可以安全地关闭流程并立即更换设备，以避免损失生产时间。
#4. 无忧监控
对于危险品制造设备，您可以使用数字孪生模型进行远程监控。
#5. 预测
制造业和酒店业可以准确预测其大订单的生产或服务能力。
#6. 最短生产时间
此外，您可以通过在产品的数字孪生体上模拟各种故障和问题，大大减少产品的故障、杂质和生产时间。 找到解决方案后，将其应用到产品中以改进它。
#7. 产品报废管理
制造商甚至可以在生产原型之前就提前规划报废管理或回收策略。
数字副本还可以提供有关危险材料的洞察，以便产品设计师可以使用更安全的替代品。
数字孪生面临的挑战
与任何新技术一样，数字孪生也面临一些挑战，主要包括：
- 物联网传感器从现实世界中收集海量数据，用于数字孪生程序。 但是对庞大的数据集进行高效及时的分析是一个巨大的挑战。
- 在分析数据之前，您需要通过数据清理和格式化对其进行处理。 这也是一个瓶颈。
- 由于您正在收集数 TB 的数据，因此您需要安全地存储这些数据，直到您提取出业务洞察力。 安全数据存储的成本每天都在增加。
- 数字孪生技术在很大程度上依赖于物联网。 物联网是一项成本高昂的基础设施，需要维护、庞大的存储空间、高速互联网和安全监控。
- 将数字孪生创建工具与消费软件集成是一项巨大的挑战。 大型软件开发商创建一对一的集成，例如 PLM 软件的 CAD 集成。 因此，有可能出现垄断和供应商锁定。
- 由于第三方供应商不愿共享其生产流程、供应链、库存等内部数据，数字孪生的信息流可能会受到限制。
- 最后，这项技术非常复杂，学习曲线也很长。 您不能指望在一夜之间培训好员工。 在初始阶段，您需要聘请高薪专业人士。
接下来，您可以探索数字孪生技术的未来。
数字孪生的未来
未来数字孪生的发展将主要依赖于人工智能和机器学习。 随着技术的发展和成本的降低，企业会将数字孪生的应用从最昂贵的资产和流程扩展到与业务增长相关的任何事物。
据 Fortune Business Insights 预测，到 2029 年，数字孪生技术的市场份额将达到 964.9 亿美元。
未来，云计算、增强现实和物联网的参与也将增加数字孪生的应用。 因此，这些领域的职业发展将对熟练的专业人员产生巨大的需求。
学习资源
构建工业数字孪生
为了了解如何使用数字孪生技术创建最小可行产品 (MVP)，您必须阅读《构建工业数字孪生》一书。
本书还涵盖了 Microsoft Azure Digital Twin 用户界面、如何使用数字孪生技术设计、运营和维护工业资产和产品，以及这一尖端技术的实际商业应用和实例。
数字孪生完整指南
《数字孪生完整指南》附带数字学习材料和平装书副本。
通过学习此资源，您将培养关于数字孪生技术的提问和回答能力。 最后，书末附有自我评估。
数字孪生：初学者指南
《数字孪生：初学者指南》可以帮助您评估是否需要这种面向未来的技术来解决业务问题。 此外，它还可以帮助您了解是否需要使用数字孪生来培训员工。
不同的评估模块对顾问、经理和专业人士等尤为有益。
数字孪生：新数字革命的哲学
通过参加关于数字孪生的虚拟课程，您可以了解数字孪生技术的现在、未来及其发展趋势。
这 33 分钟的学习内容将重点关注以下几个方面：
- 新的数字孪生协议
- 数字孪生时代的 BIM
- 双子座原则
- 数字革命
该课程包含 5 个视频讲座。
数字孪生：全面概述
这个数字孪生综合概述课程非常适合从头开始学习数字孪生的概念和技术。 在 18 个部分中，您将找到 46 个视频讲座，您可以随意观看，直到理解关键要点。
该课程将涵盖工业 4.0、数字孪生实施、挑战、职业机会等内容。
最后的话
到目前为止，您已经从基础层面了解了数字孪生的基本概念。 您还发现了一些学习和阅读资源，它们可以帮助您在为企业、机构或个人掌握数字孪生技术的过程中发挥作用。
接下来，您可以了解最好的网络攻击模拟工具。