相信很多人都听说过数字孪生。在过去几年，这个词的热度不断攀升，频繁出现在各大峰会论坛的演讲主题之中，备受行业内外的关注。

究竟什么是数字孪生？它是谁提出来的？它会给我们的生活带来什么样的改变？

一、数字孪生到底是什么

数字孪生，英文名叫Digital Twin（数字双胞胎），也被称为数字映射、数字镜像。

它的官方定义非常复杂：

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，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上创造一个数字版的“克隆体”。

这个“克隆体”也被称为“数字孪生体”。它被创建在信息化平台上，是虚拟的。数字孪生体最大的特点在于：它是对实体对象（本体）的动态仿真。也就是说，数字孪生体是会“动”的。它“动”的依据来自本体的物理设计模型,还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。如果需要做系统设计改动，或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应，工程师们可以在孪生体上进行“实验”。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。
 

除了“会动”之外，理解数字孪生还需要记住三个关键词，分别是“全生命周期”、“实时/准实时”、“双向”。

数字孪生是源自工业界的概念。在工业制造领域，有一个词叫做“产品生命周期管理（PLM）”。

全生命周期，是指数字孪生可以贯穿产品包括设计、开发、制造、服务、维护乃至报废回收的整个周期。它并不仅限于帮助企业把产品更好地造出来，还包括帮助用户更好地使用产品。

而实时/准实时，是指本体和孪生体之间，可以建立全面的实时或准实时联系。两者并不是完全独立的，映射关系也具备一定的实时性。

双向，是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的行动和干预。

二、数字孪生的历史与案例

说到“数字孪生”这个概念的发明者，行业里并没有明确的说法。很多人认为，数字孪生是美国密歇根大学教授Michael Grieves博士于2002年提出的。

Michael Grieves博士

但这种说法并没有书面的文献或资料可以支撑。

Michael Grieves博士在2014年发布的文章中，曾经“追溯”自己曾经在2002年密歇根大学PLM中心一次演讲中，提及了类似数字孪生的相关概念。他还“追溯”自己曾经在2003年的一次高管培训上，提出了“物理产品的数字等同体或数字孪生体概念”。

然而，这些都没有确凿的文献或影像资料证据。真正有据可查的“数字孪生”概念提出者，是美国空军研究实验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）。

AFRL徽标

2011年3月，美国空军研究实验室结构力学部门的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，做了一次演讲，题目是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin（基于状态的维护+结构完整性&战斗机机体数字孪生）”，首次明确提到了数字孪生。

当时，AFRL希望实现战斗机维护工作的数字化，而数字孪生是他们想出来的创新方法。

当美国空军意识到数字孪生具有很强实用意义的同时，另一家企业也对数字孪生产生了浓厚的兴趣，它就是美国通用电气公司（GE）。

美国通用电气公司（GE）

美国通用电气公司在为美国国防部提供F-35联合攻击机解决方案的时候，发现了数字孪生体的价值。
后来NASA将数字孪生的理念应用在阿波罗计划中，开发了两种相同的太空飞行器，以反映地球上太空的状况，进行训练和飞行准备。

数字孪生被Gartner评为未来最为重要的十大关键技术之一，Gartner认为，到2021年，一半的大型工业公司将使用数字孪生，从而使这些组织的效率提升10%。

微软推出了Azure Digital Twin服务，能够创建任何物理环境的数字模型，包括连接它们的人员、地点、事物、关系和流程，并与物理世界保持同步。通过Azure Digital Twins，用户可以在空间的语境中查询数据，该服务将成为Azure IoT平台的一部分。
阿里巴巴城市大脑则提出了“数字孪生交通”、“数字孪生城市”、“数字孪生生态”三个阶段的数字孪生蓝图。