数字孪生｜你必须要知道的三件事！

​随着“数字孪生”的热度不断攀升，各大峰会论坛将其作为热议主题，备受行业内外的关注。全球有名IT研究机构Gartner曾在2017年至2019年一连三年将数字孪生列为十大技术趋势之一。

数字孪生中的3大关键词

根据国际定义，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

简单来说，就是针对现实世界中的实体对象，在数字化世界中构建完全一致的对应模型，通过数字化的手段对实体对象进行动态仿真、监测、分析和控制。这样一来，既避免了对本体的影响，也可以提高效率、节约成本。

理解数字孪生还需要记住三个关键词，分别是“多源异构数据融合”、“数据驱动精准映射”、“智能分析辅助决策”。

多源异构数据融合：数据是数字孪生最核心的要素。它源于物理实体、运行系统、传感器等，涵盖仿真模型、环境数据、物理对象设计数据、维护数据、运行数据等，贯穿物理对象运转过程的始终。数字孪生体作为数据存储平台，采集各类原始数据后将数据进行融合处理，驱动仿真模型各部分的动态运转，有效反映各业务流程。所以，数据是数字孪生应用的“血液”，没有多元融合数据，数字孪生应用就失去了动力源。

数据驱动精准映射：数字孪生的主体是面向物理实体与行为逻辑建立的数据驱动模型，孪生数据是数据驱动的基础，可以实现物理实体对象和数字世界模型对象之间的映射，包括模型、行为逻辑、业务流程以及参数调整所致的状态变化等，实现在数字世界对物理实体的状态和行为进行全面呈现、精准表达和动态监测。

智能分析辅助决策：数字孪生的映射关系是双向的，一方面，基于丰富的历史和实时数据和先进的算法模型，可以高效地在数字世界对物理对象的状态和行为进行反映；另一方面，通过在数字世界中的模拟试验和分析预测，可为实体对象的指令下达、流程体系的进一步优化提供决策依据，大幅提升分析决策效率。

数字孪生的重要意义

作为运营系统的组成部分，创建和使用数字孪生可以提高智能水平。利用完整的高保真数字孪生模型，对实体工场的生产设备、物流设备、检测与试验设备、产线和仪表的运行状况与绩效，以及生产质量、产量、能耗、工业平安等要害数据进行可视化，在此进行剖析与优化，从而匡助工场提高产能、提拔质量、降低能耗，并消弭平安隐患，避免平安事变。也可以将这些数字孪生模型用于以下几个领域。

运营优化 – 使用天气、车队大小、能源成本或性能因素等变量，触发模型运行成百上千个假设分析仿真，评估是否就绪或对当前系统设置点进行必要调整。这样就能够在运营过程中对系统运行进行优化或控制，从而缓解风险、降低成本或提高系统效率。

预测性维护 – 在工业 4.0 应用中，模型可以用来确定剩余使用寿命，通知运营部门在最适当的时间检修或更换设备。

异常检测 – 模型与实际资产并行运行，并会立即标记偏离预期（仿真）行为的运营行为。例如，石油公司可以流式采集持续运转的海上石油钻塔的传感器数据。数字孪生模型会寻找运营行为中的异常现象，以帮助避免灾难性破坏。

故障隔离 – 异常可能触发一连串的仿真，以便隔离故障，识别根本原因，使工程师或系统能够采取适当措施。

数据可视决策实现数字孪生

“数字孪生“强调仿真、建模、分析和辅助决策，侧重的是物理世界对象在数据世界的重现、分析、决策，而可视化做的就是对物理世界的真实复现和决策支持，与掌沃数据可视化决策产品功能特性不谋而合。

l大规模全量多源数据整合

如前所述，数字孪生的关键特征之一是多源异构数据融合，可视化决策系统同样注重多源异构数据的整合和综合应用。

在各行业领域实际运行过程中会产生大量的基础数据，包括各类地图要素数据、GB/T28181监控视频数据、实时报文数据、BIM数据、城市倾斜摄影数据、传感器数据、业务系统数据、各类数据库数据等，可视化决策系统能够充分将处在不同部门、不同行业、不同系统、不同数据格式之间的海量数据进行汇集整合，为各领域运行态势综合感知研判提供全面的数据支撑。

l内核级支持数据驱动

数字孪生是通过数据驱动实现物理实体对象和数字世界模型对象之间的全面映射，同样，内核级支持数据驱动，也是掌沃数据可视化决策系统的核心功能。

数据驱动是指在数据融合的基础上，通过可视化、模型定义、数据绑定等手段，动态驱动可视化对象状态变化，真实反映物理对象的状态和行为。内核级支持数据驱动，充分体现在智慧城市、智慧园区、智慧交通、工业监控、航天战场等多行业领域可视化决策产品中。

可视化决策系统基于数据驱动，通过接入实时/历史数据、真实/模拟数据，无论是设备的工作原理、装备的运行状态、实时的交通流量等，都能够在可视化决策系统中精准复现，结合专业的分析及预测模型进行研判，可为用户业务决策提供有力支持，极大的提升用户监测、分析和决策能力。

l可视分析，决策支持

数字孪生可以为实际业务决策提供依据，可视化决策系统最具有实际应用意义的，是可以帮助用户建立现实世界的数字孪生。基于既有海量数据信息，通过数据可视化建立一系列业务决策模型，能够实现对当前状态的评估、对过去发生问题的诊断，以及对未来趋势的预测，为业务决策提供全面、精准的决策依据。

构建数字孪生，助力智慧决策

随着新一代信息技术与经济的融合加快，企业数字化转型的需求增加，现行政策的大力支持，数字孪生与数据可视化将会对打造数字化企业产生无尽驱动力，为工业制造、未来生活产生无限潜能。

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