产业元宇宙的关键技术(数字孪生:不可或缺的登山杖)
作者 | Ivy2022-03-16

元宇宙,这个词诞生的意义可能大于一切,大于任何对她的解读。元宇宙,无疑是颠覆式创新的集大成者,我很希望元宇宙能够遍地开花,扎扎实实的在各行各业展现她的魅力。

《产业元宇宙》第5章|产业元宇宙的关键技术(5.数字孪生:不可或缺的登山杖)

数字孪生:不可或缺的登山杖

有一次我与51WORLD公司副总经理李竹青聊天,谈起产业元宇宙,他说如果将产业元宇宙比作是一座高峰,那么数字孪生就是不可或缺的登山杖。关于产业元宇宙,51WORLD很有发言权。这是一家数字孪生平台公司,已经在虚拟世界构建了上海的完整数字孪生。没错,他们为中国最大的经济中心--上海--创建了数字孪生,包括为东方明珠电视塔和上海中心大厦在内的20多个地标建筑分别建立模型,并使用来自卫星、无人机和传感器的数据,通过算法生成了建筑、道路、河道和绿地的数字化版本。最终51WORLD计划将这套模型升级为以接近于实时的更新速度,跟踪时光持续动态变化,具有“鲜活生命”的数字孪生。

当我的同事与西门子(中国)有限公司执行副总裁王海滨交流时,他也提到:“其实在没发明或者没创造元宇宙这个词之前,西门子一直在做的数字孪生,就和元宇宙有异曲同工的妙意。”

如今流行的元宇宙畅想中,人们想象着平行于真实世界的数字化生活。在元宇宙中并存的现实世界和虚拟世界,两个世界如何建立关联?数字孪生无疑是最佳纽带。数字孪生与来自各种物联网设备的实时数据相连,能够镜像、分析和预测物理对象的行为。虽然关于元宇宙与数字孪生的讨论在游戏和互联网领域最多,但事实上,产业元宇宙中的数字孪生,已经被应用多年,也离我们更近。

数字孪生,最早可以追溯到早期的太空项目。当时,美国国家航空航天局制造模型来监测和修正航天器。例如,在航天器的风洞实验中,研究人员使用传感器创建其飞行环境的数字孪生,再使用这些数据模型,优化航天器的物理布局,监控物理数据变化。《经济学人》预测,从工厂到汽车,万事万物都将有数字孪生体。

既然数字孪生是连接虚拟与现实的纽带,也是构建元宇宙的基础,那么简单易用、低成本的数字孪生应用,自然会在产业元宇宙时代拔得头筹。

《产业元宇宙》第5章|产业元宇宙的关键技术(5.数字孪生:不可或缺的登山杖)

按照应用对象划分,数字孪生主要面向最终用户和OEM两个类型的群体。

  • 对应用于最终用户的数字孪生,构建数字孪生的设计方和应用数字孪生使用方,是同一家企业。

  • 对应用于OEM的数字孪生,构建数字孪生的设计方和应用数字孪生的使用方,来自不同企业。

那么如何使用数字孪生登顶产业元宇宙?提到数字孪生,必然离不开数字线程(Digital Thread)这一概念。数字线程是指利用先进建模和仿真工具构建的,覆盖产品全寿命周期与全价值链,从基础材料、设计、工艺、制造以及使用维护全部环节,集成并驱动以统一的模型为核心的产品设计、制造和保障的数字化数据流。数字线程承载了贯穿系统价值链的作用,用来处理数字孪生有关的数据问题,连通产品全生命周期的数字孪生模型,实现整个生命周期相关信息的无缝集成,使产品设计、工艺规划、制造和运维过程中所产生的数据能够链接、追溯和管理。

《产业元宇宙》第5章|产业元宇宙的关键技术(5.数字孪生:不可或缺的登山杖)

通过数字线程,整个产品生命周期各阶段的关键数据可以实现同步,从而可以动态、实时地管理产品的技术状态,确保在发生变更时,各类产品信息的一致性。从数字孪生到数字线程,我们看到了数据维度的丰富,也看到了一个自我改进、敏捷和互联的供应链,如何进行实时通信和操作。

登顶产业元宇宙,数字孪生还需要继续进化。因为人们需要的不是电钻,而是墙上的洞;人们需要的不是墙上的洞,而是挂在墙上的画;人们需要的不是挂在墙上的画,而是美的体验。产业元宇宙要让人们感受到美的体验。因此在产业元宇宙中,设计服务提供者和最终用户将发挥重要作用。最终用户未必知道自己想要什么,需要具备设计能力的专业人士,提供设计服务,提高设计质量的一致性,降低设计的风险。这时,用户体验和设计创新将会成为一个新的维度融入数字孪生,令产业元宇宙实现人们知识的传承,让个性化、高端服务的规模化成为可能。

产业元宇宙的攀登过程,就是不断丰富数据的维度,避免信息盲区的过程。任何系统中都存在可见与不可见的问题。数据维度的增加,可以让我们更好的解决不可见的问题。

《产业元宇宙》第5章|产业元宇宙的关键技术(5.数字孪生:不可或缺的登山杖)

我们通过故事来说明。电影《萨利机长》改编自一个真实的故事,全美航空1549号航班迫降事件。在遇到飞机两台发动机同时熄火后,萨利机长把飞机迫降在了哈德逊河,这个举措让机上155名乘客和机组人员全部获救。但是,在事后调查的过程中,他的急救策略却遭到了质疑,调查组有人指出,根据模拟分析,飞机拥有足够的时间降落到备降机场,而不是水面上。萨利机长查看模型方案后提出,这个模型没有到考虑“人的延迟反应时间”这一维度。于是经过调查组探讨,加上了一定的反应延迟时间,重新进行了多次分析,得到的结论都一致--即飞机坠毁。因此,调查结果最终认定机长的决策虽然具有一定危险性,却是正确的决策。

使用数字孪生登顶产业元宇宙,需要为企业构建更全面、实时的数据洞察。就像在这个故事中,萨利机长凭借丰富的经验,提出了数据维度的缺失,识别了不可见的问题。但是在更多场景中,都有信息盲区的存在,管理者无法掌控全局,缺少将隐形问题显性化的手段。利用数字孪生这个登山杖,我们可以更好的发现不可见的问题,最终登上产业元宇宙的高峰。

往期连载(点击题目即可查看):


热门文章
计算机和计算系统几乎影响了现代生活的方方面面。例如,计算机通常涉及工作、娱乐、医疗保健、交通和娱乐,而甚至家庭和商业经营现在都可以利用计算机,比如说借助物联网​(IOT)设备...
2022-03-16