近年来，工业4.0席卷全球，在中国更是形成了一股飓风，成为了很多企业在转型升级中寄以重望的“神丹妙药”。在深入研究工业4.0后，笔者突发奇想，假如将德国、美国、日本这些国家看成一个个公司，将几次工业革命看成公司发展史上的重要节点，以企业家的视角研究工业4.0的发展，剖析这些工业革命为什么会发生在这些国家而不是其他国家?探寻出其中的规律，或许对我们正处于转型困境中的中国企业具有很好的启迪价值。

翻译自unity官网

我们可以来考虑实现数字孪生所需的所有技术。首先，构成原始设计BOM的CAD图纸和产品数据组成了数字孪生的开始。在生产过程记录中，“已完成”的信息随时都可以发生替换或更改。其次，在生产制造或者在现场的传感器能够将信息回流到数字孪生中。最后，企业将所有这些数据用于更新“已服务”信息。以上只是简单的描述了数字孪生的流程。而这个过程，如果没有云技术的力量，组成数字孪生的传感器、设计文档和服务记录将是不可能的。

尽管前景被看好，但数字孪生的技术和实现仍处于起步阶段。凯捷咨询的一项研究报告称，在已经开始正式数字化转型的70%的公司中，只有5%的公司对自己的进展感到满意。Gartner的一项调查发现，54%的受访者表示，大多数数字孪生只服务于一个领域(团队、部门或合作伙伴)，有时也只服务于多个领域。

然而，情况并不总是如此。许多市场研究公司预计，数字孪生将是未来制造业的关键。Gartner估计，到2020年，将会有超过200亿个连接的传感器和端点，而潜在的数十亿个事物将会有其对应的数字孪生体。IDC预测，到2020年，60%的制造商将使用数字孪生来监控产品和资产性能，并提高产品质量。60%的跨国公司将利用数字孪生来提供特殊的客户体验。

此外，预测到2025年，数字孪生市场预计将超过200亿美元。市场增长归功于IoT / IIoT的采用，互联设备的普及以及廉价IoT传感器的可用性。此外，不断减少的上市时间（TTM）、优化流程、监控性能以及检查产品和系统状况的需求不断增长，这为数字孪生市场的增长做出了贡献。

在预测期内，亚太地区数字孪生市场将以30％以上的复合年增长率增长。在该地区，不断增长的互联网普及率，智能设备的普及以及IoT / IIoT的日益普及正在触发数字孪生市场。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）的数据，截至2017年12月，中国的互联网用户数量达到7.72亿，比2016年底增加了4,074万。大数据分析，AI，ML，AR，VR和MR等先进技术的出现为数字孪生技术的不断发展提供了支持。这有助于各企业提高其运营效率、产品性能并降低间接成本。AR，VR和MR提供了身临其境的体验，以可视化从传感器获得的数据中获取的见解，并使用大数据分析对其进行处理。

揭开数字孪生迷雾

问题是，仍然有许多公司对于数字孪生是什么、它所真正带来的好处以及如何利用数字孪生帮助公司业务提升没有一个清晰的认知。尽管MES（制造执行系统）是数字孪生的第一种形式，但是IoT（物联网）和工业4.0概念的发展则为如何更好的利用实时数据和优化生产开辟了另一种可能性。

虚拟与现实

图源PTC官网

要启用工业4.0制造解决方案，需要在设备、数据、连接、流程和人员的集成结构中提供完整的，上下文相关的实时数据。数字孪生将所有数字信息可用的不同资产和技术结合在一起。它依靠虚拟的和真实的“信息物理”。信息物理系统（CPS）由智能传感器、产品和原材料组成。网络物理生产系统（CPPS）是智能机器，它能够交付生产最终产品所需的过程。CPS和CPPS将虚拟和真实存在于一个实体中。

2002年，迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）博士提出了数字孪生的概念，它具有真实空间和虚拟空间，并且它们之间有数据在两者间传递。2017年，他继续与John Vickers撰写论文，题为“在复杂系统中使用数字孪生”，即“数字孪生：减轻复杂系统中不可预测的突发事故。”这是我们在制造工厂中想要的。（本文由effiar小可爱整理上传，在此鸣谢effiar以及effiar小可爱）