数字孪生技术发展趋势详情分析

一、技术性探究和专业性布置

数字孪生体是由物理目标、数字镜像及互动系统组成的一个体系，其成长发育必然经过数化、互动、先知、先觉和共智等几个环节。实验室的技术性方向和专业性布置便是按照这些环节有关的技术来确立的。

1.建模

“数化”是对物理世界数字化的环节。这个环节需用将物理目标表述为电子计算机和数据网络能够识别的数字模型。建模技术是数字化的关键技术，例如测绘扫描、几何建模、网格剖分、系统建模、流程建模、组织建模等技术。

2.物联网技术

“数化”中的另一层意思是物理世界自身的状况变成能够被电子计算机和数据网络所能感知、识别和分析，这些状况包括位置、属性、性能等。物联网技术为原子化向比特化转换出示了完善的解决方案。

3.数字线程

“互动”是数字孪生体的一个关键特性，主要指的是物理目标和数字目标之间的动态性互动，当然也暗含了物理目标之间及数字目标之间的互动。后两者在物联网技术和仿真模拟世界中已经实现，而前者是数字孪生体独有的特性。这种动态性互动的需用数字线程技术来完成。

4.仿真模拟

“先知”指的是对物理世界的动态性预测分析。这需要数字目标不只是表述物理世界的几何样式，更需要数字模型中融合物理规律和原理，这是仿真模拟世界的优势。仿真技术不只是创建物理目标的数字化模型，还要按照目前状况，通过物理学规律和原理来计算、分析和预测分析物理目标的未来状况。物理目标的目前状况则通过物联网技术和数字线程获取。这种仿真模拟不是对一个环节或一种状况的仿真模拟，应是全周期时间和全行业领域的动态性仿真模拟，例如产品仿真模拟、虚拟试验、制造仿真模拟、生产仿真模拟、工厂仿真模拟、物流仿真模拟、运维仿真模拟、组织仿真模拟、流程仿真模拟、交通仿真模拟、人群仿真模拟、战场仿真模拟等。

5.大数据

如果说“先知”是按照物理目标的可预测性规律和完善原理来预测分析数字孪生体的未来，那“先觉”就是按照不确定性和不完善的信息内容来预知未来，这是大数据的优势。如果需要数字孪生体越来越智能和智慧，就不应局限于人类对物理世界可预测性知识，其实人类自身就不是完全依赖于可预测性知识而领悟世界的。

6.云计算

“共智”的目标是实现世界上所有数字孪生体智慧的互换和共享，其暗含的前提条件是单个数字孪生体内部各组件的智慧首先是共享的。云计算则为数字孪生体内部和之间进行智慧共享出示了可能。当然，所谓“单个”数字孪生体是人为因素定义的范畴，多个数字孪生单体能够通过共智产生更大的数字孪生体，这个数量可以是无限的。

二、处理方案和工程化生态

数字孪生体的运用将迈向智能制造、智慧产业及智慧军事，因此实验室的工程化落地运用方向也将与之相关的。实验室将开设工程管理中心，将数字孪生技术在智能制造、智慧产业及智慧军事等领域的处理方案具体实施落地，完成技术成果向社会价值的转换。

1.智能制造

数字孪生技术为产品生命周期出示了智能演变阶梯。从基于MBSE(基于实体模型的信息系统工程)的先进设计过程，到基于PSE(生产制造信息系统工程)的先进制造过程，及基于IIOT(工业物联网)的智慧运维过程，都可以运用数字孪生技术完成智能化。数字孪生体实验室将在智能制造领域开展方案设计和工程化落地。

2.智慧产业

除去产品生产制造领域，在国计民生领域，数字孪生能够 将各类产业完成智慧化。在数字孪生体实验室，将对数字孪生城市和数字孪生增材产业管理体系等开展方案设计和工程化落地。

3.智慧军事

在军事相关的领域，除军用品研制能够 基于数字孪生技术完成智能制造外，在数字孪生战场和数字孪生战斗群层面，实验室将开展方案探究和工程化落地。

数字孪生处理方案及业务开展涉及到的技术非常广泛，决不局限于实验室所探究的技术(参见上节)，不同的运用领域和场景都会有海量的特定的技术。因此，实验室不光是开展技术探究、处理方案设计及工程化落地的机构，也是战略合作伙伴生态发展服务平台，与战略合作伙伴联合设计更完善和广泛的处理方案，统一参与工程化落地，共同造福社会。

三、服务平台研发和规范探究

生态设计需要以一个开放性的技术架构和服务平台为基础，否则一个看上去完整的处理方案，其实技术上并不完善。这些专业技术全是各自为政的孤岛和烟囱。因此，实验室将开发数字孪生技术整合框架和集成服务平台，用以支撑处理方案的工程化落地。

规范则是构架和服务平台的基础。实验室将开展数字孪生体相关的规范的探究，参与国家及国际标准的制定。

四、全球发展

实验室除去开设北京总部外，将在全球(包括北美、欧洲、日韩等国家和地区)开设分部，以汲取国际前沿科技养分，并开展国际合作。目前已经开设了北美分部。