從2017年和2019年Gartner將數(shù)字孿生(Digital Twin)作為十大戰(zhàn)略性技術(shù)發(fā)布以來，數(shù)字孿生正在從虛擬產(chǎn)品生命周期管理、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)，發(fā)展為企業(yè)數(shù)字化的核心通用技術(shù)。作為企業(yè)數(shù)字化通用技術(shù)，數(shù)字孿生為企業(yè)的運(yùn)營創(chuàng)新、產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新帶來了新的機(jī)會，本文結(jié)合PLM、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)領(lǐng)域數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)探討如何規(guī)劃和實(shí)施企業(yè)數(shù)字孿生戰(zhàn)略。

數(shù)字孿生的技術(shù)演進(jìn)：

從虛擬產(chǎn)品技術(shù)到數(shù)字化戰(zhàn)略技術(shù)
 

2021年上海車展特斯拉車主維權(quán)事件中，特斯拉分別向市場監(jiān)管部門、維權(quán)的張女士發(fā)送了整理為Excel表格的48頁6697組后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄了車主在事故前30分鐘的車輛狀況和駕駛動作。
 

特斯拉的用戶不僅可以通過特斯拉的數(shù)字孿生追溯設(shè)備的過去和當(dāng)前使用狀況，還可以發(fā)現(xiàn)，在使用過程中，特斯拉汽車的功能似乎越來越智能，特斯拉汽車似乎會越來越懂你。特斯拉通過數(shù)字孿生給用戶提供了一種“持續(xù)智能”，可以持續(xù)適配用戶、持續(xù)優(yōu)化。特斯拉通過這種服務(wù)，每年可以從每輛特斯拉獲得超過1200美元的收入。

要構(gòu)建類似特斯拉這樣的數(shù)字化產(chǎn)品、服務(wù)和商業(yè)模式，首先需要理解數(shù)字孿生技術(shù)的由來、發(fā)展及持續(xù)演進(jìn)。

數(shù)字孿生迄今經(jīng)歷了三個(gè)演進(jìn)階段：

1、虛擬產(chǎn)品管理發(fā)展階段

2003年邁克爾·格里夫斯（Michael Greives）第一次提出將數(shù)字孿生（Digital Twin） 作為PLM的 一個(gè)概念模型，將虛擬產(chǎn)品納入PLM的管理范疇，重新定義了PLM。到2011年NASA將“數(shù)字孿生“（Digital Twin）列入美國航空航天發(fā)展規(guī)劃，這個(gè)階段是數(shù)字孿生的概念形成階段。這個(gè)階段數(shù)字孿生主要被定位為下一代PLM系統(tǒng)的“虛擬完美模型”（Virtually perfect Model）。

2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段

2011年以來，GE公司發(fā)布雄心勃勃的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，隨后，在GE和西門子、PTC等公司的倡導(dǎo)和支持下，數(shù)字孿生作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)得到了前所未有的重視，這個(gè)階段，無論是GE、PTC還是西門子，都不僅將數(shù)字孿生用于CAD、CAE、PLM等虛擬產(chǎn)品系統(tǒng)工程，還在設(shè)備（APM）、過程控制、網(wǎng)絡(luò)等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)領(lǐng)域以數(shù)字孿生和數(shù)字主線作為核心技術(shù)支持，各個(gè)廠商分別發(fā)布了設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、過程、產(chǎn)品、生產(chǎn)、運(yùn)營等不同應(yīng)用場景數(shù)以百萬計(jì)的數(shù)字孿生體。數(shù)字孿生通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入到商用階段，不過迄今大約只有1%的企業(yè)資產(chǎn)應(yīng)用了數(shù)字孿生技術(shù)。

3、數(shù)字化戰(zhàn)略技術(shù)發(fā)展階段

2017年Gartner將數(shù)字孿生列入10大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢，數(shù)字孿生從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展為基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市和企業(yè)數(shù)字化的核心戰(zhàn)略技術(shù)。數(shù)字孿生作為戰(zhàn)略技術(shù)，從復(fù)雜系統(tǒng)工程（iMBSE）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等特定領(lǐng)域發(fā)展為智慧城市和企業(yè)的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施。Gartner數(shù)字孿生分為離散數(shù)字孿生、組合數(shù)字孿生、組織數(shù)字孿生三個(gè)基本類型。產(chǎn)品數(shù)字孿生也好，設(shè)備數(shù)字孿生也好，實(shí)際都是一種離散的數(shù)字體，這樣的數(shù)字孿生的作用是局部的，Gartner的建議實(shí)際是將這種離散的數(shù)字孿生能力“組裝”起來，打造具備特定的業(yè)務(wù)模式和運(yùn)營模式的組織數(shù)字孿生（DTO），讓企業(yè)具備數(shù)字孿生的持續(xù)智能能力。這樣，數(shù)字孿生就成為企業(yè)數(shù)字化的一種核心戰(zhàn)略技術(shù)。

數(shù)字孿生實(shí)施路線：

從離散可視、數(shù)據(jù)驅(qū)動到持續(xù)智能

數(shù)字孿生的概念雖然出現(xiàn)已久，但是在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用還剛剛開始，即使引入數(shù)字孿生的企業(yè)也還處于試點(diǎn)和探索階段。但是在未來一年內(nèi)，65%的大型企業(yè)都表示會投入啟動數(shù)字孿生項(xiàng)目。未來兩到三年，是企業(yè)數(shù)字孿生建設(shè)的戰(zhàn)略機(jī)遇期，有的放矢的擬定數(shù)字孿生戰(zhàn)略，無疑將獲得先行優(yōu)勢。

目前推行數(shù)字孿生的制造企業(yè)，基本有兩條戰(zhàn)略實(shí)施路線。

一條是從產(chǎn)品數(shù)字孿生開始，基于產(chǎn)品數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)、虛擬仿真，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低產(chǎn)品研發(fā)成本，典型代表是中車集團(tuán)如中車株機(jī)。

一條是設(shè)備和車間數(shù)字孿生開始，基于設(shè)備和車間數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)透明化的裝備生產(chǎn)、運(yùn)維和服務(wù)，典型代表是樹根互聯(lián)參與的三一重工8號工廠。

從企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展角度，為了實(shí)現(xiàn)通過數(shù)字孿生構(gòu)建未來的競爭優(yōu)勢，企業(yè)的數(shù)字孿生的戰(zhàn)略可以按照四個(gè)步驟展開：

第一階段：實(shí)現(xiàn)離散數(shù)字孿生的連接與可見

離散數(shù)字孿生,是實(shí)現(xiàn)設(shè)備、人員等單一的資源數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)可視以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化的單一數(shù)字孿生體。這一階段，基于邊緣網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、設(shè)備及資源管理系統(tǒng)，通過選定的設(shè)備、流程、系統(tǒng)的數(shù)字化連接和數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化標(biāo)識、數(shù)字化監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)備、流程和系統(tǒng)的診斷、描述性分析和預(yù)測；目前在不少企業(yè)推行的RPA（流程機(jī)器人）其實(shí)也是一種離散數(shù)字孿生的應(yīng)用。設(shè)備的離散數(shù)字孿生未來將主要通過設(shè)備供應(yīng)商提供；流程的離散數(shù)字孿生主要通過應(yīng)用軟件服務(wù)商提供。

第二階段：實(shí)現(xiàn)復(fù)合數(shù)字孿生的互聯(lián)與數(shù)據(jù)驅(qū)動

復(fù)合數(shù)字孿生是基于內(nèi)部離散數(shù)字孿生和外部數(shù)據(jù)資源復(fù)合而成的數(shù)字孿生體，如一條產(chǎn)線，一個(gè)端到端的服務(wù)線。數(shù)字孿生的復(fù)合過程不是簡單的數(shù)據(jù)互通，包括基于歷史數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和模型訓(xùn)練、基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的模型實(shí)時(shí)運(yùn)行和監(jiān)測。所以復(fù)合數(shù)字孿生的能力是需要通過一個(gè)包括AI和大數(shù)據(jù)能力在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)的。復(fù)合數(shù)字孿生一般通過企業(yè)個(gè)性化定制實(shí)現(xiàn)

第三階段：實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)驅(qū)動與持續(xù)智能

企業(yè)數(shù)字孿生（DTO）重點(diǎn)是面向企業(yè)全流程，通過數(shù)據(jù)孿生監(jiān)測和驅(qū)動的業(yè)務(wù)運(yùn)行，形成一種可以持續(xù)自動采集、自動分析、自主執(zhí)行、自主決策的數(shù)據(jù)驅(qū)動閉環(huán)。在2020年的戰(zhàn)略技術(shù)趨勢預(yù)測中，Gartner提出了一個(gè)“持續(xù)智能”的新概念剛好可以解釋企業(yè)數(shù)字孿生的價(jià)值。持續(xù)智能指的是基于數(shù)字化在線平臺實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)流，實(shí)時(shí)進(jìn)行情景分析并給出響應(yīng)方案，實(shí)現(xiàn)決策與運(yùn)營的一體化。企業(yè)數(shù)字孿生的的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，基本的建設(shè)內(nèi)容包括全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)獲取、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)監(jiān)測及支持持續(xù)智能的數(shù)據(jù)與分析平臺建設(shè)。這種需求很多企業(yè)都是存在的，不過大多數(shù)企業(yè)因?yàn)椴涣私馄髽I(yè)數(shù)字孿生的概念，可能將這個(gè)項(xiàng)目簡單等同于大數(shù)據(jù)中心。

第四階段：實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的生態(tài)服務(wù)與價(jià)值共生

將產(chǎn)業(yè)上下游的數(shù)字孿生組織集合起來，就成為以鏈主為核心的產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生，如汽車制造商上下游數(shù)字孿生體集合起來就可以構(gòu)成一個(gè)包括消費(fèi)者、供應(yīng)商、4S店及社會服務(wù)資源在內(nèi)的汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生。產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生將改變傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)協(xié)同關(guān)系，衍生出全新的基于數(shù)據(jù)和智能的生他服務(wù)和價(jià)值共生模式。個(gè)性化訂制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同最終將體現(xiàn)在客戶參與數(shù)字孿生、生態(tài)伙伴共享產(chǎn)業(yè)數(shù)字孿生的價(jià)值。