在虚拟的现实世界中，人们可以模拟出各式各样的地点、物品和系统，在没有风险或打扰的情况下开展实验。

假如你是一位工程师，想要尝试一个新的风力涡轮机设计。比起远程测试，在虚拟世界中测试是不是会更好？假如你负责管理一系列的远程工厂，想比较每一个工厂的表现如何。如果不离开办公桌就能访问每个厂址，岂不是非常高效？

数字孪生提供了一个测试平台，或者叫虚拟视点，可以在应用到现实世界之前，先在虚拟世界中预先体验。这就是数字孪生的魅力所在。

由于新技术的汇集（5G、传感器和扩展现实设备等越来越普及），数字孪生技术在近期得以广泛使用。尽管如此，早在20世纪60年代，美国宇航局就为太空任务引入了复制系统，以便在可控的环境中测试设备，并最终让阿波罗13号在1970年成功发射。然而直到1992年，David Gelernter才在他的著作《镜像世界》（Mirror Worlds）中描绘了这种技术更大的可能——未来的计算机系统将相互连接，它们创建的映像可以交互，并能作用于现实世界。

数字孪生的实际概念，是Michael Grieves博士在2002年提出的。他在对产品生命周期管理进行研究时引入了这个概念。从那以后，数字孪生逐渐成为现实，港口和工厂等地点具有了可视化和自动化。据预测，数字孪生将成为最有市场前景的一项技术，到2026年，潜在市场价值在全球将达到480亿美元（来源：MarketsandMarkets）。

模型和模拟

什么是数字孪生？如果在网上搜索，你会发现各种各样的解释。例如，数字孪生可以被定义为软件形式的物品和流程，具有非现实世界能力的增强。或者说是现实中事物的虚拟复制，以及与之关联的流程，可以用来预测现实或与现实交互。

简单来讲，想象进入一个虚拟复制的客厅，每样东西都以数字的方式呈现，并摆放在原有的位置上。当你在真实世界的家中打开电视，虚拟房间中的那台“电视”也会近乎实时地打开——换句话说，动作可以在两个不同的现实之间传递。虚拟世界可以复制诸多现实元素，还可以根据真实世界发生的事件不断调整和学习，这就是数字孪生的基础。

为了更好地理解数字孪生是什么，我们有必要将其与模拟（simulation）区分开来，它们有共同的特征，但也有一些重要的区别。

模拟是由设计者的想象力创造的，他们使用模拟来分析不同场景的因果关系，而且基本上都是离线进行的。在大多数情况下，模拟是一次性任务，帮助设计和分析研究。相比之下，数字孪生是由真实世界和虚拟世界之间的信息及时同步驱动的，因此它能够适应两个世界中的变化。模拟主要是理论上的，而数字孪生是具体的和实际的。

数字孪生与元宇宙也有一些相似之处，它们都是提供虚拟互动的数字空间。但元宇宙和模拟更为相似，都是由开发者构建的，通常代表一个虚拟领域（如未来主义的景观或一座童话城堡），它所代表的世界可能与真实世界没有关联，或只是部分相似。但数字孪生是因数据而生（例如，虚拟和现实之间不断传输的数据），真正做到了对现实世界的复制。我们可以把数字孪生看作是真实世界的映像，会定期更新以保持两个世界的同步，

数字孪生有以下4项主要特征：

1. 用数据模型和数据结构展示对真实世界中的目标的观察、其状态和它们之间的关系。
2. 使用真实世界的数据创建数字孪生。通常，数据是持续更新的，以确保数字孪生世界的准确和时效性。
3. 可以使用数据分析工具，释放数字孪生的能力并获得新的洞察。这可能是从一个或多个传感器中获取的数据，也可能是采用复杂的算法来预测未来、模拟不同的场景或做出分析。
4. 具有通过各种API、GUI或其他人机接口与数字孪生互动的技术；获得洞察并用来在现实世界中做出更好的决策，这些决策可以在真实或虚拟世界中得到实践。

数字孪生有广泛的功能。随着时间的推移，未来会涌现出各式各样的应用和更多种类的数字孪生。这一切都要从主系统的某个简单要素开始，例如温度传感器或流量检测器。随着多个部分的结合，数字孪生将提供仅凭查看单个部分无法获得的信息，反映出各个部分之间的交互情况。例如，当某个地点具有完整的数字化呈现，数字孪生就可以给出指示，帮助提高生产力、质量和安全性。

数字孪生不受地域的限制，在任何情况下都可以访问。不同数字孪生之间的无限连接还能实现跨系统的学习，例如向其它地区的工业部门学习，从而得到更深层的洞察。

数字孪生与工业

在当前的数字转型中，人们更加期待看到移动连接的全部潜力。大家达成的共识是，数字孪生会在转型中发挥重要作用。爱立信的许多研究就是在这样的背景下开展的。我们位于得克萨斯州的工厂，也开展了一个数字转型计划，数字孪生的使用让表面贴装组装（Surface Mount Assembly, SMA）生产线的计划外停机时间减少了50%，废弃物也减少了30%。

爱立信与意大利的利沃诺港合作，利用数字孪生找出可以优化港口运营的方式，以及可以带来经济、社会和财务效益的要素。方法是通过摄像头、GPS和其他附在物体上的传感器对港口活动进行持续监控。此举帮助管理者在现实世界中进行调整，并产生了可衡量的影响：

• 据估计，船舶作业完成时间减少了13%，叉车使用时间减少了17%，最终减少了超过8%的碳排放量。
• 对于这个中型港口货运码头，预计每年可节省约6000万美元的成本。
• 利沃诺港的研究提供了强有力的证据，证明了13项与可持续性和人员安全有关的直接和间接效益，能够通过更好的连接实现。
• 我们可以对整个码头的资产和工作表现趋势进行监控，以实现预测性主动维护，甚至远程维护。

在汽车制造业中，数字孪生已被广泛应用，让身处世界各地的设计、工程和制造团队，可以实现更良好的协作，从而加快开发速度。

例如，英国电信（BT）、爱立信、英伟达（NVIDIA）和Hyperbat（一家汽车电池制造商）展开合作，在工厂车间呈现出1：1设备大小的三维复制品，使人们能够在虚拟、共享和受控的空间中协同开发。这使得Hyperbat能够在其制造过程中提高效率，同时也消除了多个团队使用不同管理系统而带来的复杂性。

无独有偶，行业领先的耳机制造商Varjo的创始人兼首席技术官Urho Konttori指出，有了这项技术，“团队感觉办公室与工厂之间的距离更近了，在一个虚拟空间内实现全连接，还免除了出差的辛劳。”

数字孪生在诸多行业中的好处：

随着更多设备和应用程序的连接，越来越多的行业和企业开始使用数字孪生。各个系统的连接具有无限可能。

同时，人工智能算法和数字孪生的结合将对行业至关重要，它们将为应用和服务提供新的技术解决方案。为了实现这一点，数据传输的数量和频率会增加，这意味着对网络更高的要求。

在数据不够的情况下，可以考虑利用数字孪生来获得信息，并不断从中学习。在这类情况下，数字孪生可以与人工智能算法结合，做出合理的决策，弥补传感器或网络位置的限制造成的不足。

目前，为了让人们更加了解数字孪生的潜力，我们还有很多工作要做。爱立信行业实验室最近发布的一份报告显示，数字孪生的价值是 “制造商们最没有意识到的部分”，尽管那些使用了数字孪生的制造商立即就看到了它的好处。

数字孪生成为行业和社会的重要组成部分，爱立信将起到怎样的作用

在不久的将来，数字孪生将以某种方式影响我们的生活。因此，爱立信不断探索如何通过合作创建专业的解决方案，从中确定数字孪生将以何种方式成为不断发展的网络架构的一部分。

爱立信还积极参与行业合作，并帮助在数字孪生技术的词汇、架构、安全性和互操作性方面制定一致的标准。具体来说，爱立信专注于五个领域：

结论

未来几年，数字孪生的演变将把在两个现实中存在的东西融为一体，用户在一个世界中的行为，将对另一个世界造成影响。随着这两个世界不断地相互监测、相互学习，然后做出适应，它带来的机会具有无尽可能。

未来，数字孪生必将发挥更大的作用，为用户、工作场所乃至整个世界带来巨大的影响。

数字孪生在诸多行业中的好处：