自元宇宙概念爆火后，數(shù)字孿生這一詞開(kāi)始被越來(lái)越多人悉知。很多人都知道數(shù)字孿生是構(gòu)建元宇宙的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一，但卻不理解它到底是什么？
  什么是數(shù)字孿生？
  在《鋼鐵俠》電影中，托尼·史塔克通過(guò)虛擬影像映射對(duì)身上的戰(zhàn)衣進(jìn)行設(shè)計(jì)或修理。這一幕就是通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

  數(shù)字孿生被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像，是指充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。

  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們可以將數(shù)字孿生理解是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)“物理實(shí)體”的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的“克隆體”，也被稱為“數(shù)字孿生體”。它被創(chuàng)建在信息化平臺(tái)上，是虛擬的。在這個(gè)“孿生體”中，任何事物都與真實(shí)世界完全同步，甚至可以提前感知未來(lái)可能出現(xiàn)的事件，實(shí)現(xiàn)合理規(guī)劃和發(fā)展。
  數(shù)字孿生是元宇宙的第一個(gè)階段，也是新一代最主流的數(shù)字化載體和容器。它為元宇宙中的各種虛擬對(duì)象提供了豐富的數(shù)字孿生體模型，并通過(guò)從傳感器和其他連接設(shè)備收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)字孿生化對(duì)象相關(guān)聯(lián)，使得元宇宙環(huán)境中的虛擬對(duì)象能夠鏡像、分析和預(yù)測(cè)其數(shù)字孿生化對(duì)象的行為，將極大豐富數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和數(shù)字孿生系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
  數(shù)字孿生目前是如何使用的？
  數(shù)字孿生并不僅僅用于工廠優(yōu)化。數(shù)字孿生目前被用于航空航天設(shè)計(jì)，由于其能夠模擬從起飛到天氣模式的一切，飛機(jī)制造商能夠制造出更高效、更安全的飛機(jī)。
  數(shù)字孿生目前甚至被用于城市規(guī)劃，讓城市設(shè)計(jì)師可以在數(shù)百萬(wàn)人可能稱之為家的地方的數(shù)字孿生物上復(fù)刻任意場(chǎng)景。利用城市的數(shù)字孿生，規(guī)劃者可以測(cè)試從新的街道布局（了解交通流量會(huì)受到怎樣的影響）到新的建筑高度（了解它可能會(huì)對(duì)周邊地區(qū)的自然采光產(chǎn)生怎樣的影響）等各種情況。
  隨著能夠真實(shí)模擬現(xiàn)實(shí)條件的圖形處理器和人工智能應(yīng)用變得越來(lái)越強(qiáng)大和普及，數(shù)字孿生幾乎肯定會(huì)更容易為企業(yè)、研究人員和大小政府所使用。十年以后，你甚至有可能為自己的家創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字孿生，這樣你就可以虛擬地重新擺放家具或重新裝修墻壁，在進(jìn)行任何實(shí)際工作之前先看看它的外觀如何。
  工業(yè)“元宇宙”如何推動(dòng)工業(yè)革新？
  工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，涉及的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、產(chǎn)品類別及其廣泛，夜晨君認(rèn)為“元宇宙”對(duì)于工業(yè)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值，推動(dòng)工業(yè)革新主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：
  （1）新工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)——虛擬研發(fā)
  元宇宙對(duì)于工業(yè)革新的首個(gè)價(jià)值體現(xiàn)，即新工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)，也可稱之為虛擬研發(fā)。在元宇宙里，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)可以設(shè)計(jì)出基于全生命周期的數(shù)字工業(yè)產(chǎn)品模型，并在元宇宙的虛擬空間里，構(gòu)建基于研發(fā)產(chǎn)品的應(yīng)有場(chǎng)景、設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境等一些影響因素，并進(jìn)行1:1或等比例可視化虛擬還原，開(kāi)展虛擬設(shè)計(jì)、模擬組裝、場(chǎng)景試驗(yàn)、樣品方案數(shù)字化呈現(xiàn)。
  最有應(yīng)有前景的是航空航天、工業(yè)制造、生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。如航空航天由于實(shí)體研發(fā)成本高，周期長(zhǎng)，航空航天企業(yè)可以在通過(guò)元宇宙虛擬真實(shí)的大氣環(huán)境，進(jìn)行虛擬火箭整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、火箭模擬發(fā)射、火箭調(diào)試等系列設(shè)計(jì)與測(cè)試環(huán)境，待火箭整體產(chǎn)品性能穩(wěn)定后再進(jìn)行現(xiàn)實(shí)環(huán)境中測(cè)試與飛行，不僅能有效降低研發(fā)試驗(yàn)成本，同時(shí)能縮短研發(fā)周期。
  （2）新生產(chǎn)工藝革新——虛擬生產(chǎn)
  元宇宙對(duì)于工業(yè)革新的第二大價(jià)值，在于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)工藝的革新與升級(jí)，也可稱之為供應(yīng)鏈流程再造。利用工業(yè)元宇宙平臺(tái)同比例模擬工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝全流程，并對(duì)智慧工廠及整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈流程進(jìn)行虛擬實(shí)時(shí)交互和模型運(yùn)營(yíng)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行流程再造和優(yōu)化，從而為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)性能最優(yōu)的生產(chǎn)工藝。提升生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低運(yùn)營(yíng)成本。
  （3）新技能培訓(xùn)支持——虛擬教育
  元宇宙對(duì)于工業(yè)的第三大價(jià)值，主要體現(xiàn)在對(duì)于工業(yè)工程師的培訓(xùn)上，即虛擬教育。元宇宙通過(guò)人工智能和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)全方面模擬出1:1現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，對(duì)于工業(yè)制造、航空航天、智能駕駛、生命醫(yī)療、海洋探測(cè)等工業(yè)企業(yè)，可以打造數(shù)字化工廠、數(shù)字化產(chǎn)線、數(shù)字化產(chǎn)品等元宇宙元素空間，工業(yè)企業(yè)或工程技術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)可以在元宇宙空間進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)和實(shí)訓(xùn)，包括機(jī)器組裝、調(diào)試、維修等等，甚至虛擬遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)。
  （4）新應(yīng)用場(chǎng)景再造——虛擬場(chǎng)景
  元宇宙對(duì)于工業(yè)的第四大價(jià)值，體現(xiàn)在打造工業(yè)品新應(yīng)用場(chǎng)景，為工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用提供未來(lái)新應(yīng)用場(chǎng)景。工業(yè)企業(yè)可以工業(yè)元宇宙平臺(tái)可以虛擬出一切可以想象到的場(chǎng)景，在虛擬場(chǎng)景里應(yīng)用新工業(yè)產(chǎn)品，一方面可以借助新應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化升級(jí)產(chǎn)品，另一方面可以通過(guò)新應(yīng)用場(chǎng)景宣傳推廣工業(yè)產(chǎn)品。例如基于未來(lái)場(chǎng)景的飛行汽車、海底艦艇、深空探測(cè)器以及智能化數(shù)字終端產(chǎn)品等。
  元宇宙尚處于起步階段，尤其工業(yè)元宇宙的創(chuàng)新應(yīng)用還有廣闊空間值得發(fā)掘與開(kāi)拓。從目前行業(yè)發(fā)展來(lái)看，目前市場(chǎng)上元宇宙發(fā)展基本還處于初級(jí)消費(fèi)娛樂(lè)領(lǐng)域夜晨君認(rèn)為，未來(lái)元宇宙的行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該出現(xiàn)有1-3家大的開(kāi)源性平臺(tái)，即開(kāi)源性的工業(yè)元宇宙平臺(tái)，工業(yè)企業(yè)可以利用工業(yè)元宇宙平臺(tái)進(jìn)行新工業(yè)品研發(fā)、新生產(chǎn)工藝革新、新技能培訓(xùn)支持和新應(yīng)用場(chǎng)景再造。