近年来，数字孪生这个词不断地出现在公众视野，尤其是随着物联网技术的发展，数字孪生不断现身于各行各业，乍一看，这个概念还是比较生僻，那数字孪生到底是什么呢？

先来看看数字孪生的定义，《数字孪生应用白皮书》是这样说的：

“数字孪生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。”

简单翻译一下，数字孪生就是将现实世界中的事物在虚拟数字空间映射，构建物理实体的“数字化克隆体”，以历史数据、实时数据为基础，借助数据模型，实现对现实场景或对象的映射呈现、分析优化、诊断预测等。

翻阅了很多资料和信息之后，粗略总结了数字孪生的构建及应用过程，可以分为三步：复刻、构建、应用。

复刻：现实空间的数字化重建

首先就是运用空间采集设备对现实空间进行精准复刻，并通过物联网实现物理空间与数字空间之间的虚实互动，在这个过程中会采集并传输现实空间的相关数据，包括结构数据、传感器数据、运营数据等，为后面模型构建及优化做准备。

构建：数据驱动模型学习优化

当把真实空间及物理实体数字化复刻以后，相关数据也已经上传到云端，在对数据清洗处理以后，就可以结合处理后的数据，运用相关技术能力构建数字孪生模型，并持续验证优化。

应用：功能开发及实际应用

模型构建以后就是具体的应用里，在这个阶段，会结合具体的应用场景以及行业特性，做具体的功能开发和应用，比如工厂车间的预测性维护、道路交通的模拟规划等。

说了这么多，那数字孪生到底有什么用呢？具体可以应用在哪些场景或者哪些行业呢？接下来就一一解答。

航天预测模拟：作为科技最前沿的应用领域，航空航天针对数字孪生技术的应用可以说起源最早。1969年美国的阿波罗项目中，美国国家航空航天局（NASA）通过制造两个完全相同的航天器，形成“物理孪生”，这是最早期数字孪生技术的雏形。随着技术的迭代发展，数字孪生技术在航空航天产品研发、故障检测、系统管控等方面都有着广泛的应用。

数字孪生工厂：数字孪生技术可以说是工业生产的宠儿，能够实现资源调配、智能化生产，显著提高生产效率。数字孪生工厂，意味着把实体的工厂搬到虚拟空间，可以实时获取工厂中的数据，实现对工厂的实时监控；同时也可以模拟生产过程，优化生产流程；还可以通过数据分析支持只能决策和预测分析……可以说，数字孪生技术在工业生产领域效果十分显著。

智慧交通模拟：数字孪生在智慧交通行业的应用，主要是将实时采集的交通数据纳入到建立的交通模型体系中，通过大数据分析、人工智能AI和交通仿真技术，实现真实路面交通和虚拟环境的深度融合，比如可以进行车流变化模拟推演，也可以模拟交通信号灯变化，从而有助于更好地规划交通路线，为管理部门优化交通管理调度提供技术支持。

打造智慧城市：利用数字孪生技术，可以在虚拟网络空间构建一个与物理世界相对应的孪生城市，通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析等，来实现城市的模拟、监控以及控制，解决城市规划、设计、建设、管理、服务过程中的诸多问题。

目前，数字孪生被广泛应用于工业制造、智慧城市、智能交通、能源等各大行业领域，作为虚拟仿真的重要领域，数字孪生正以其强大的能力在各个行业中创造前所未有的创新。

两侧二维面板辅以数据可视化，对各类基础建设数据以更加多样化形式展现，包含基本的折线图、柱状图、表格（内容自动滚动）、饼图、雷达图等，有着各自的动效演示。

实现交互式的 Web三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。作为基于 HTML5标准的组件库，可以无缝结合 HTML5各项多媒体功能，支持集成各类视频资源形成统一的视频流，可在 2D、3D态势地图上标注摄像头对象并关联其视频信号源。

通过场景交互来调取相应监控视频，满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。运用基于Hightopo数字孪生技术，3D渲染模型，再连接物联网设备、多种类型传感器，实现机组设备在线故障诊断和异常情况及时预警功能，提高新能源发电安全管理成效，构建轻量化的 3D可视化场景，建立动态的数字化变电站模型。

支持低代码完全贯穿全产业链做数字孪生产品，依托工业互联网平台实现装备的预测性维护与健康管理，已实现智能化、无代码、可配置的产业数字化管理。

其拥有独立自主研发、高性能引擎组件、一站式协同作业链以及可视化赋能产业生态的多项优势。自主研发核心产品可满足工业物联网现代化、高性能，不局限于单一平台的跨平台数据可视化需求;在技术领域追求极致性能，组件可承受万级甚至十万级别数据量。

数字孪生作为一项关键技术和提高效能的重要工具，可以有效发挥其在建模、数据采集、分析预测、虚拟仿真等方面的作用，支持从创新概念到产品运行的过程，即贯穿产品的全生命周期。

数字孪生体的价值在于与物理生命体的“共生”。在产品运行过程中，过程数据不断丰富数字孪生模型，获得的衍生数据反过来又能优化产品的运行。

例如 SMT智慧工厂车间，案例为图扑数据可视化搭建，通过 SMT产线现场所搜集的设备图片、设备布局、厂房布局、厂区 CAD等信息资料，将产线进行等比例建模，还原于三维场景中。

数字孪生 SMT系统，可以直观的看到厂房内物料区及每一条产线设备，例如：印刷机、SPI检查机、贴片机、回流焊、 AOI检测设备等。AGV小车、摄像头、消防设备、空调、电视等所在位置以及对应的设备实时数据、运行状态，均可直观的展示于大屏之上，通过物联技术实现场景整体联动。

通过可视化技术对物理空间进行虚拟空间的数字转化提供数据模型，形成虚拟空间的实体数据模型库，为实现企业的虚拟数字孪生运行和企业数字化转型提供技术支撑，助力企业数据模型共享、复用、多方参与、协同演进的新生态。

在生产的执行阶段，对各个生产单元内的工作流程与效率进行的过程建模与仿真，也是生产的数字化双胞胎的重要基础。这其中可以包括机械设备自动化操作过程的仿真，例如在汽车的装配过程中，对多个协同工作的机器手臂控制算法进行虚拟调试，是验证总体结果，保证生产顺利进行的重要步骤。

可以通过数字化的手段，将原先无法保存的专家经验进行数字化，并提供了保存、复制、修改和转移的能力。可视化采用轻量化建模的方式与强大的可视化引擎技术搭建了全新的制造业可视化系统案例，打造集智能化、绿色化的数字型智慧工厂，为想要数字化转型的企业，如智能车间、智能装配工厂、工程机械设备厂、汽车制造业、物流仓管管理等行业提供转型新思路。

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