数字孪生是通过数字化的手段,在虚拟世界中构建一个和物理世界中的对象一模一样的主体,以此来实现对物理实体的了解、分析和优化。数字孪生,顾名思义,就是数字形式的双胞胎;在“数字孪生”中,双胞胎中的一个是存在于现实世界的实体,小到零件,大到工厂,简单如螺丝,复杂如人体的结构;而双胞胎中的另一个则只存在虚拟和数字世界之中,是利用数字技术营造的与现实世界对称的镜像。如果以家用电脑为例,Word 文档和打印出来的文稿就是“数字孪生”。
以导航软件为例,城市中的实体道路和软件中的虚拟道路也是“数字孪生”。数字孪生体,不仅是对现实实体的虚拟再现,还可以模拟对象在现实环境中的行为,因此数字孪生将物理对象以数字化方式在虚拟空间呈现,模拟其在现实环境中的行为特征。
党的十九大报告指出,我国经济已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》提出要激活数据要素潜能,推进网络强国建设,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。
我国正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期,这为数字经济与实体经济融合发展带来了重大机遇。而数字孪生作为一项关键技术和提高效能的重要工具,作为推动实现数字化转型、促进数字经济发展的重要工具,可以有效发挥其在模型设计、数据采集、分析预测、模拟仿真等方面的作用,助力推进数字产业化、产业数字化,促进数字经济与实体经济融合发展,将有力推动数字产业化和产业数字化进程,加快实现数字经济的国家战略。
2020 年 4 月,国家发改委和中央网信办联合发布《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》,将数字孪生技术提到了与大数据、人工智能、5G 等新技术并列高度,并启动“开展数字孪生创新计划”,要求“引导各方面参与提出数字孪生的解决方案”。
数字孪生系统和智能供应链不是从技术层面,更多的是从为企业创造价值,为企业转型,为企业找到新的价值模式层面,发挥现实作用。得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展,数字孪生的实施已逐渐成为可能。现阶段,除了智慧城市领域,数字孪生还广泛应用于建筑、智能制造、智能电网、健康医疗、航空航天、环境保护等行业。数字孪生得到越来越广泛的传播。