以下文章來源于數(shù)字化企業(yè) ，作者e-works 吳星星
導讀
INTRODUCTION
近年來，隨著制造業(yè)全面開啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型，亟需依托新一代信息技術打造全新的發(fā)展引擎，數(shù)字孿生技術作為信息技術發(fā)展的新焦點和眾多企業(yè)業(yè)務布局的新方向，能加速與數(shù)字、信息、通訊技術的融合，逐漸發(fā)展為一種基礎性、普適性的技術體系，其在裝備制造、汽車、化工、鋼鐵、制藥等行業(yè)的應用場景日益清晰。本文介紹了數(shù)字孿生的市場與應用情況，并重點盤點了國內(nèi)外主流的數(shù)字孿生廠商與解決方案。
本文由e-works編輯部吳星星原創(chuàng)發(fā)布。
Part 01
數(shù)字孿生市場與應用概覽
根據(jù)Grand View Research發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年，全球數(shù)字孿生市場規(guī)模為74.8億美元，預計從2022年到2030年，年復合增長率將達到39.1%；另根據(jù)國外調(diào)研機構MarketsandMarkets的預測數(shù)據(jù)顯示，到2023年數(shù)字孿生市場規(guī)模將達到157億美元，到2025年將突破260億美元。從這兩份研究數(shù)據(jù)可以看出，數(shù)字孿生市場很大，而我國又是世界上工業(yè)門類最為齊全的國家，本身就有豐富的制造業(yè)應用場景和市場，數(shù)字孿生技術幾乎可以延伸到制造業(yè)的每一個場景。
自2020年以來，西門子、達索系統(tǒng)、PTC、Ansys、羅克韋爾自動化、AVEVA等國際知名廠商不斷推進數(shù)字孿生的落地，在多行業(yè)多領域開展了具體的應用實踐，驗證數(shù)字孿生的應用價值和可行性：
西門子運用數(shù)字孿生技術，對西門子數(shù)控（南京）有限公司新工廠的規(guī)劃方案進行仿真建模，在虛擬環(huán)境中快速模擬未來工廠的運行情況，以便在規(guī)劃階段就避免在實際運營過程中可能出現(xiàn)的問題，與傳統(tǒng)的工廠規(guī)劃相比，該工廠從規(guī)劃到運營的總時間縮短近三分之一；
GE數(shù)字化風場利用PTC的數(shù)字孿生解決方案，為風場的資產(chǎn)、風機等構建數(shù)字孿生模型，對風場資產(chǎn)建立關聯(lián)知識圖譜，以及構建風機設備可視化、風機遠程實時監(jiān)控、風機健康診斷、風機運營管理、風機維修管理等APP，驅(qū)動產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新；
達索系統(tǒng)與中國鐵路設計研究院將數(shù)字孿生技術應用在京雄鐵路建設中，將開山、修路等過程做仿真模擬，推演出對環(huán)境影響最小的綠色方案，最終實現(xiàn)從設計、施工到運營的三維數(shù)字化智能管理，創(chuàng)造出智能高鐵的“數(shù)字孿生”；
Ansys與阿里巴巴合作開展了變壓器數(shù)字孿生項目，利用數(shù)字孿生技術監(jiān)測導線電壓、電流、油溫和泵的設計流量，實時計算磁芯和線圈溫度，實現(xiàn)數(shù)字和物理變壓器的融合；
業(yè)內(nèi)某知名鋰電池生產(chǎn)企業(yè)與羅克韋爾自動化合作，借助羅克韋爾自動化Emulate3D數(shù)字仿真平臺的數(shù)字孿生體構建功能和虛擬調(diào)試功能，實現(xiàn)1:1真實場景還原，并達到企業(yè)擴產(chǎn)增效降本的目標；
AVEVA與挪威Aker Carbon Capture公司合作，基于數(shù)字孿生技術提供進一步提升碳捕集和處理能力的整體解決方案，以實現(xiàn)其一體化工程設計，并實現(xiàn)減少碳排放，推進循環(huán)經(jīng)濟。
由此可見，數(shù)字孿生技術在制造業(yè)有著非常豐富的應用場景，貫穿產(chǎn)品的研發(fā)、制造、服役，乃至報廢回收再利用的全生命周期。其中，復雜裝備產(chǎn)品在運行維護階段的數(shù)字孿生應用價值最為明顯；在制造業(yè)工廠中，小到一個關鍵設備的零部件，例如機器人減速機，到裝備整機，例如工業(yè)機器人，再到自動化產(chǎn)線，乃至整個車間、整個工廠，數(shù)字孿生技術也有諸多應用場景，覆蓋不同的時空尺度。此外，數(shù)字孿生也可用于供應鏈管理領域，例如車間物流調(diào)度、運輸路徑優(yōu)化等。
Part 02
國際主流數(shù)字孿生解決方案概覽
當前，國際上主流的數(shù)字孿生解決方案廠商主要包括GE Digital、西門子、PTC、Ansys、達索系統(tǒng)、AVEVA、羅克韋爾自動化、SAP、Altair、ESI Group、微軟、Maplesoft、Bentley、Unity等。在這些解決方案中，一些國際廠商基于自身的使能技術，打造了綜合性平臺來構建數(shù)字孿生的應用，例如GE的Predix、西門子的COMOS Platform、PTC的ThingWorx、Bentley的iTwin Platform；還有一些國際廠商則通過與多家廠商展開合作，提供數(shù)字孿生所需要的完整解決方案，譬如達索系統(tǒng)與ABB、Ansys和羅克韋爾自動化、Altair和ACROME、微軟和Ansys都曾進行過數(shù)字孿生方面的合作。
國際主流數(shù)字孿生廠商和解決方案
Ansys Twin Builder是Ansys的數(shù)字孿生解決方案，三大核心功能是模型建模、驗證和部署，重點研究和應用領域可以概括為數(shù)字孿生生產(chǎn)設備、設計階段的數(shù)字孿生、運行維護階段的數(shù)字孿生、基于經(jīng)驗公式的數(shù)字孿生、基于仿真的數(shù)字孿生五個方向。在2022R1新版本中，Ansys Twin Builder通過充分結(jié)合物理傳感器和虛擬傳感器，實現(xiàn)跨學科多領域的系統(tǒng)仿真與數(shù)字孿生；通過Twin Deployer加速導出和部署數(shù)字孿生，實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬實驗，預測性運維，性能優(yōu)化等增值服務。
Ansys Twin Builder功能組成
（來源：Ansys）
AVEVA的數(shù)字孿生解決方案主要由工程、運營、績效相關的產(chǎn)品組合而成，包括AVEVA Unified Engineering、AVEVA Unified Operations Center、AVEVA Asset Performance Management、AVEVA PI System、AVEVA Process Simulation等軟件。AVEVA數(shù)字孿生解決方案貫穿整個生命周期的各個階段，包括從設計、構建到操作和維護。基于AVEVA數(shù)字孿生解決方案，可構建離散數(shù)字孿生，例如單個資產(chǎn)、產(chǎn)品、人員和單個流程任務；也可構建復合數(shù)字孿生，即將多個離散數(shù)字孿生結(jié)合在一起，形成更高水平的流程、功能和資產(chǎn)組；還可以構建組織數(shù)字孿生，用于優(yōu)化更高階的企業(yè)級數(shù)字需求。
AVEVA劍維軟件的數(shù)字孿生產(chǎn)品組合
（來源：AVEVA）
Altair數(shù)字孿生解決方案基于Altair 數(shù)字孿生集成平臺——Altair Activate，融合物理孿生體和數(shù)據(jù)孿生，以支持整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)的持續(xù)優(yōu)化。Altair Activate是一個多學科的系統(tǒng)仿真工具，融合了物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動技術，可實現(xiàn)數(shù)字孿生應用，幫助用戶在產(chǎn)品開發(fā)早期了解系統(tǒng)的整體性能并識別各子系統(tǒng)之間的相互關系。此外，Altair與ACROME合作，基于3D+1D系統(tǒng)仿真，推出了有關數(shù)字孿生的機電教育套件；在2022年，Altair與LG Electronics (LG)達成合作，計劃促進仿真自動化平臺的研發(fā)與構建，以及開展用于開發(fā)LG產(chǎn)品的數(shù)字孿生技術方面的實踐。
Altair數(shù)字孿生應用案例（來源：Altair）
Bentley數(shù)字孿生解決方案以iTwin Platform為基礎，提供數(shù)字孿生技術實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的決策和業(yè)務服務。iTwin Platform集成多種類型的原生數(shù)據(jù)格式，包括不同軟件廠商的三維模型、二維圖紙、實景模型、點云等，存儲在同一的結(jié)構化數(shù)據(jù)庫中，同時提供地理信息的數(shù)據(jù)接口，建立真實的“工程數(shù)字孿生”。其中，iTwin Viewer提供了高精度、高性能的三維信息模型瀏覽，Data Validation提供數(shù)據(jù)校驗服務，Version Compare提供數(shù)據(jù)變更管理和對比分析功能。此外，通過Bentley提供的iTwin.js開源庫，用戶可以拓展自己的數(shù)據(jù)服務、應用程序和數(shù)據(jù)接口。
iTwin Platform（來源：Bentley）
達索系統(tǒng)的數(shù)字孿生解決方案主要依托于3D體驗平臺——3DEXPERIENCE，將CATIA、BIOVIA、SOLIDWORKS、SIMULIA、DELMIA等11款工業(yè)軟件集成到一個統(tǒng)一的數(shù)字化創(chuàng)新環(huán)境中，可提供一個貫穿設計、生產(chǎn)、制造、交付、運營等整個業(yè)務流程的完整解決方案。目前，達索系統(tǒng)的3D體驗平臺在中國商飛、中航工業(yè)、中國船舶、三一重工、阜外醫(yī)院等行業(yè)龍頭企業(yè)得到成功應用，然后不斷地在其他行業(yè)中復制，幫助企業(yè)提升整體價值。
3DEXPERIENCE產(chǎn)品組合
（來源：達索系統(tǒng)）
ESI Group提出了混合孿生的數(shù)字孿生概念，是由虛擬和數(shù)字組成，主要優(yōu)勢是建立了一個額外的、互補的虛擬模型，該模型必須以物理為基礎，并描述因果關系。ESI Group現(xiàn)有的數(shù)字孿生解決方案是Hybrid Twin混合孿生技術，可以結(jié)合物理模型和實時接收的數(shù)據(jù)構建特定模型，從而可以創(chuàng)建和預先認證研發(fā)產(chǎn)品、驗證產(chǎn)品的性能，還可以預測其在維護過程中的維護需求，成功減少研發(fā)階段的物理試錯，以及后期的維護和安全問題。ESI Group在電動汽車部署Hybrid Twin混合孿生技術，實現(xiàn)了電動汽車40%的續(xù)航里程增長，同時提供了最高的座艙舒適度和安全性。
ESI Hybrid Twin介紹
（來源：ESI Group）
GE Digital的數(shù)字孿生解決方案是基于Predix平臺提供服務，整合Proficy、APM、OPM、iFIX、Historian等軟件服務，并將設備機理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動分析結(jié)合起來構建數(shù)字孿生體。尤其，GE Proficy數(shù)字工廠軟件家族兼顧了工業(yè)應用的穩(wěn)定性和安全性，同時整合了IT行業(yè)最新的先進技術，有助于用戶更好地構建和應用數(shù)字孿生。目前，GE將已有的大量資產(chǎn)設備數(shù)據(jù)和模型疊加，通過Predix平臺，提供了一個通用的數(shù)字孿生體模型目錄，包括多個工業(yè)數(shù)據(jù)分析模型以及超過300個資產(chǎn)和流程模型。用戶可以利用現(xiàn)有的通用模型進行模型構建、仿真、訓練，從而快速構建數(shù)字孿生體，并可在現(xiàn)場運行或在云端大規(guī)模運行，將模型推向使用端，然后再將它們產(chǎn)生的信息傳回云端。
GE Digital的電網(wǎng)數(shù)字孿生案例
（來源：GE Digital）
微軟的數(shù)字孿生解決方案是一系列與數(shù)字孿生相關的服務組合，是作為一個整體的Azure數(shù)字孿生服務集，包括Azure IoT、Azure Digital Twins、Azure Functions等工具。換句話而言，微軟所推出的數(shù)字孿生解決方案，不僅僅只具有單一的數(shù)字孿生技術服務能力，而是一個能夠與各種數(shù)字化平臺技術集成，構建跨行業(yè)、且端到端就緒的數(shù)字孿生解決方案的開放平臺服務。該解決方案可從智能制造、智能樓宇等行業(yè)“復用”到醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、教育、能源等行業(yè)，由此賦能并加速各行各業(yè)的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
微軟數(shù)字孿生服務過程（來源：微軟）
Maplesoft數(shù)字孿生解決方案基于MapleSim軟件，提供一種不需要現(xiàn)場和物理機器就能設計、測試和優(yōu)化機器控制代碼的虛擬調(diào)試，實現(xiàn)基于仿真電機選型、PLC代碼測試、離線和在線仿真等，消除設備設計中的猜測。例如，OEM廠商可以虛擬復現(xiàn)問題、診斷原因、并通過修改機器的控制代碼解決噪音、振動、意外故障等問題。此外，Maplesof還提供交鑰匙工程服務解決方案，幫助用戶創(chuàng)建數(shù)字孿生并實施虛擬調(diào)試，進而診斷、修復和優(yōu)化機器性能。
使用MapleSim創(chuàng)建數(shù)字孿生
（來源：Maplesoft）
PTC的數(shù)字孿生解決方案是基于PTC的數(shù)字主線和數(shù)字孿生平臺，由Creo CAD數(shù)字設計平臺、Windchill PLM數(shù)字主線平臺、Vuforia增強現(xiàn)實平臺、Servigistics SLM服務生命周期管理平臺、Integrity ALM軟件生命周期管理平臺、ThingWorx物聯(lián)網(wǎng)與分析平臺等數(shù)字技術產(chǎn)品形成了整合的解決方案，打通了需求、采購、質(zhì)量與管控、市場營銷、制造工廠、售后和召回等產(chǎn)品生命周期涉及的所有業(yè)務部門，形成了完整的數(shù)字主線，幫助用戶創(chuàng)建其業(yè)務的數(shù)字和實體之間的閉環(huán)。
基于數(shù)字孿生的產(chǎn)品研制及運營模式
（來源：PTC）
羅克韋爾自動化的Emulate3D數(shù)字孿生解決方案，是通過數(shù)字孿生技術仿真建模，從而改進系統(tǒng)規(guī)劃和決策的一款數(shù)字自動化流程設計的仿真軟件。該軟件使客戶在交付最終設計之前，對機器和系統(tǒng)進行虛擬測試，從而評估物理資產(chǎn)真實運行的狀態(tài)和性能，實現(xiàn)產(chǎn)線的快速部署，并避免設計、試運轉(zhuǎn)和啟動過程中的意外。需要指出的是，Emulate3D是羅克韋爾自動化在2019年收購的一款軟件，收購之后也成為FactoryTalk DesignSuite工廠自動化系統(tǒng)設計軟件的一部分，可以實現(xiàn)對整個工廠自動化控制系統(tǒng)進行虛擬仿真和虛擬調(diào)試，還可以利用工廠的數(shù)字孿生模型對員工進行培訓，降低工廠運營的風險。
基于Emulate3D的原型機驗證和虛擬測試
（來源：羅克韋爾自動化）
西門子的數(shù)字孿生解決方案眾多，涵蓋從設計工具、虛擬仿真、制造運營管理到工業(yè)自動化、物聯(lián)網(wǎng)平臺等關鍵技術領域，其數(shù)字孿生相關的軟件產(chǎn)品有PlantSight、COMOS Platform、Xcelerator等。PlantSight是西門子與Bentley Systems聯(lián)合開發(fā)的流程行業(yè)解決方案，它能將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個完整、一致且動態(tài)的數(shù)字孿生，幫助企業(yè)做出快速、合理的決策；COMOS Platform具有各種功能模塊，覆蓋工廠全生命周期，從設計、采購、施工、數(shù)字化移交到運維、管理，都在同一個工程數(shù)據(jù)平臺上進行，并且具有與AVEVA，SPI，PDMS等多種軟件通信的數(shù)據(jù)接口；Xcelerator是西門子于2022年發(fā)布的數(shù)字商業(yè)平臺，具有閉環(huán)的數(shù)字孿生、個性化配置、靈活開放的生態(tài)等關鍵特征，可用于工業(yè)、樓宇、電網(wǎng)和交通領域不同規(guī)模的企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和價值創(chuàng)造。
西門子數(shù)字化孿生架構圖（來源：西門子）
SAP數(shù)字孿生解決方案與SAP推出的統(tǒng)一商業(yè)網(wǎng)絡戰(zhàn)略相契合，利用實時ERP、先進的分析和成功的網(wǎng)絡解決方案，譬如Ariba Network，SAP Asset Intelligence Network，SAP Logistics Business Network和SAP Fieldglass，并通過開放和互聯(lián)的商業(yè)網(wǎng)絡，交付整合信息，幫助企業(yè)打造韌性供應鏈，提高敏捷性。同時，SAP 數(shù)字孿生解決方案也與SAP啟動的Industry 4.Now戰(zhàn)略高度契合，借助“Industry 4.Now”，SAP將幫助企業(yè)打造一條真正的數(shù)字主線，貫穿智能產(chǎn)品和資產(chǎn)的整個生命周期，從設計到運維，并將獲得的信息及時反饋到業(yè)務流程里。
SAP數(shù)字孿生解決方案在橋梁預測性維護的應用
Unity數(shù)字孿生解決方案主要由Unity Reflect、Unity Manufacturing Toolkits（UMT）等產(chǎn)品組成。其中，Unity Reflect用于構建數(shù)字孿生應用；UMT是Unity于2022年正式發(fā)布的專為零基礎用戶定制的智能制造數(shù)字孿生工具包，旨在幫助無建模基礎與代碼撰寫經(jīng)驗的從業(yè)者迅速構建智能制造數(shù)字孿生系統(tǒng)。UMT從模型自動優(yōu)化處理、約束導入和動作調(diào)試等基礎操作開始建立對應真實產(chǎn)線的虛擬模型，繼而用戶在可視化編程界面中輕點鼠標實現(xiàn)信號與模型的綁定，同時，輔以UMT豐富的材質(zhì)、組件、模型和UI庫，用戶可構建高質(zhì)量的虛實同步數(shù)字化柔性產(chǎn)線。
UMT數(shù)字孿生系統(tǒng)整體搭建流程
（來源：Unity）
Part 03
國內(nèi)主流數(shù)字孿生解決方案概覽
在國內(nèi)，主流的數(shù)字孿生解決方案廠商包括美云智數(shù)、華龍迅達、寄云科技、力控科技、精航偉泰、華力創(chuàng)通、同元軟控、優(yōu)也科技、觸角科技、子虔科技、優(yōu)锘科技、51world、卡奧斯、摩爾元數(shù)、易知微、木棉樹軟件等。由于中國數(shù)字孿生市場仍處于早期發(fā)展階段，且受限于建模、仿真和基于數(shù)據(jù)融合的數(shù)字線程等技術瓶頸，國內(nèi)數(shù)字孿生解決方案廠商目前主要針對特定的應用場景或行業(yè)提供服務。
觸角科技的數(shù)字孿生解決方案是以感知MR/VR數(shù)字孿生協(xié)同平臺為基礎，通過結(jié)合MR/VR人機交互技術、5G網(wǎng)絡與AI技術，為工業(yè)4.0、智慧城市背景下的數(shù)字孿生構建了高效率、低成本的遠程三維可視化協(xié)同工作平臺。觸角科技的數(shù)字孿生解決方案具有多重優(yōu)勢，包括采用5G+MR/VR，虛實融合流程引導，遠程實時協(xié)同工作，操作流程記錄共享，全局實時監(jiān)控，第一視角視頻指導，可視化場景快速制作，資源與數(shù)據(jù)云端管理，訓練數(shù)據(jù)快速生成，真實場景算法遷移等。
利用感知MR/VR數(shù)字孿生協(xié)同平臺
實現(xiàn)場景三維可視化
（來源：觸角科技）
華龍迅達木星數(shù)字孿生平臺（Jupiter Digital Twin Platform）是華龍訊達研發(fā)的基于物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程的數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)在虛擬空間中完成映射。基于該平臺可反映相對應的實體裝備的全生命周期過程，數(shù)字工廠物理空間的控制、運行、質(zhì)量、物耗、能耗等數(shù)據(jù)，在虛擬空間中建立實時鏡像進行虛擬制造仿真，并將仿真結(jié)果作用于物理空間現(xiàn)場，助力企業(yè)提升資源優(yōu)化配置、生產(chǎn)過程控制、均質(zhì)生產(chǎn)保障、柔性制造和敏捷生產(chǎn)等能力。
設備數(shù)字孿生自動完成故障報警及診斷
（來源：華龍迅達）
華力創(chuàng)通提供基于數(shù)字孿生體的數(shù)字工程解決方案，通過數(shù)字技術應用和集成創(chuàng)新，聚焦智慧+行業(yè)場景的創(chuàng)新應用，服務于數(shù)字經(jīng)濟和用戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型。同時，華力創(chuàng)通數(shù)字孿生平臺具有“一網(wǎng)多端、中臺接入、多源驅(qū)動、決策智能”特點，通過運用新一代數(shù)字技術，結(jié)合“端邊云網(wǎng)腦”五位一體的底座平臺，對全域運行數(shù)據(jù)進行實時匯聚、監(jiān)測、治理和分析，構建典型通用的數(shù)字孿生系統(tǒng)，全要素感知輔助宏觀決策指揮。
華力創(chuàng)通數(shù)字工程業(yè)務全景圖
（來源：華力創(chuàng)通）
寄云科技為工業(yè)企業(yè)提供了基于數(shù)據(jù)智能的數(shù)字孿生開發(fā)方案。一方面，寄云科技提供了工業(yè)數(shù)據(jù)采集和邊緣計算能力，幫助企業(yè)實現(xiàn)大型設備實時狀態(tài)的采集和狀態(tài)監(jiān)測；另一方面，針對大型關鍵設備的故障診斷和預測，寄云科技提供了豐富的故障庫，以及基于機器學習的故障診斷、健康評估和壽命預測能力；同時，還提供了工業(yè)數(shù)據(jù)建模工具以及工業(yè)可視化開發(fā)工具，實現(xiàn)對設備可靠性、生產(chǎn)性能和效率等關鍵指標的深度分析。此外，寄云科技還與安世亞太合作開發(fā)基于仿真模型+物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的數(shù)字孿生解決方案，幫助企業(yè)實現(xiàn)精準且全面的狀態(tài)監(jiān)測和關鍵指標的性能預測。
寄云科技與安世亞太合作開發(fā)的
數(shù)字孿生解決方案架構（來源：寄云科技）
精航偉泰推出基于模型操作系統(tǒng)的數(shù)字孿生虛擬實驗室ModelStudio，為用戶提供基于MBSE數(shù)字孿生的數(shù)字化產(chǎn)品集成開發(fā)及仿真驗證環(huán)境。用戶利用ModelStudio中的ModelBuilder組件，將不同維度的仿真模型以及不同尺度的子數(shù)字孿生體模型，編譯鏈接為系統(tǒng)的數(shù)字孿生體模型，完成航天器、無人機、機器人以及無人車等智能無人裝備的數(shù)字孿生體設計。同時，通過ModelStudio中的數(shù)字孿生體模型操作系統(tǒng)ModelOS組件，來運行仿真用戶構建的無人裝備數(shù)字孿生體模型，大幅提升智能無人系統(tǒng)的創(chuàng)新能力與研發(fā)效率，進而實現(xiàn)智能復雜系統(tǒng)設計“所見即所得”。
基于數(shù)字孿生虛擬實驗室ModelStudio產(chǎn)品的
應用示范（來源：太空工廠）
卡奧斯的數(shù)字孿生解決方案是D3OS，該方案融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，可實現(xiàn)物理世界與虛擬世界1：1的實時高保真的可視、可管、可預測。基于D3OS，企業(yè)可通過物聯(lián)網(wǎng)平臺采集企業(yè)海量設備狀態(tài)數(shù)據(jù)；通過數(shù)據(jù)主線平臺匯集企業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、工廠設備數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、人員管理數(shù)據(jù)以及供應鏈數(shù)據(jù)等多方數(shù)據(jù)；通過工業(yè)智能平臺深度學習、強化學習等人工智能算法，提供企業(yè)資源優(yōu)化配置策略和建議；通過數(shù)字孿生平臺實現(xiàn)高保真動態(tài)數(shù)字孿生效果的呈現(xiàn)。
卡奧斯D3OS數(shù)字孿生產(chǎn)品架構
（來源：卡奧斯）
力控科技數(shù)字孿生工廠解決方案是通過集成三維可視化技術、快速建模技術、工廠設備實時狀態(tài)監(jiān)控技術、攝像監(jiān)控技術等，實現(xiàn)三維數(shù)字孿生工廠的整體管理。三維數(shù)字孿生工廠平臺將車間三維高精度模型、工藝流程、設備屬性、設備實時數(shù)據(jù)，以及工廠運營管理數(shù)據(jù)等進行融合，直觀地展示生產(chǎn)車間的工藝流程，實現(xiàn)車間生產(chǎn)的遠程控制管理，提高車間的運營管理效率。同時為客戶提供完整的、高附加值的產(chǎn)品解決方案，實現(xiàn)企業(yè)的智能化與精細化管理。
中深層地熱能供暖數(shù)字孿生平臺系統(tǒng)架構圖
（來源：力控科技）
美云智數(shù)以工業(yè)仿真（MIoT.VC）系統(tǒng)為內(nèi)核，形成了工廠決策駕駛艙、基于權限的運營管理、車間級虛實聯(lián)動、設備狀態(tài)/視頻監(jiān)控、廠區(qū)鳥瞰總覽、物流路線可視化、產(chǎn)線數(shù)據(jù)可視化、員工操作VR培訓等一系列數(shù)字孿生解決方案。在數(shù)字工廠建設方面，美云智數(shù)MIoT.VC采用“虛實聯(lián)動+數(shù)字孿生”的形式進行3D工廠布局和整體規(guī)劃，并不斷滾動進行仿真規(guī)劃設計、評估驗證和更改。經(jīng)過多年實踐，數(shù)字孿生工廠應用實現(xiàn)了設備聯(lián)機、虛實結(jié)合、真實互動、設備故障預警和維修提醒。
數(shù)字孿生實踐價值（來源：美云智數(shù)）
摩爾元數(shù)的數(shù)字孿生解決方案基于Wis3D數(shù)字孿生系統(tǒng)，運用WebGL技術、3D加速渲染，拖拽UI與3D模型庫，快速搭建虛擬應用場景。Wis3D數(shù)字孿生系統(tǒng)具有“多類型終端適配、豐富的行業(yè)模板、高開發(fā)效率、技術門檻要求低”等特點，可面向工業(yè)、能源、水務以及智慧地球、城市、園區(qū)等領域構建三維可視化場景。通過與工業(yè)現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)集成與融合，將物理車間進行數(shù)字化鏡像，并對企業(yè)生產(chǎn)過程進行實時仿真、預測及優(yōu)化決策，Wis3D數(shù)字孿生系統(tǒng)可為企業(yè)柔性生產(chǎn)和快速決策提供技術支持。
Wis3D數(shù)字孿生系統(tǒng)介紹（來源：摩爾元數(shù)）
木棉樹軟件的數(shù)字孿生解決方案基于數(shù)字孿生引擎MMS3D，為Web可視化提供豐富的展現(xiàn)形式和視覺效果。數(shù)字孿生引擎MMS3D采用Javascript語言，基于mms3d圖形引擎和mmsDT-5.0可視化開發(fā)平臺，webgl標準B/S架構，前端采用HTML5和JavaScript技術作為研發(fā)基礎，產(chǎn)品開發(fā)的二次代碼及模型、程序、操作手冊等項目源文件全部提供于客戶，既可部署在云端，也可本地化部署。通過聚焦工業(yè)數(shù)字孿生的生產(chǎn)管控、智慧城市的監(jiān)控運維等可視化應用領域，木棉樹軟件產(chǎn)品的模塊組態(tài)化形式可以滿足全要素智慧場景的構建。
數(shù)字孿生引擎MMS3D架構
（來源：木棉樹軟件）
同元軟控數(shù)字孿生解決方案依托MWORKS平臺，通過MWORKS.Sysplorer和MWORKS.Syslab軟件進行數(shù)字孿生體的建模和仿真，為企業(yè)提供數(shù)字孿生體機理-數(shù)據(jù)高精度模型開發(fā)、管理、運行和應用服務。針對數(shù)字孿生體監(jiān)測、評估、預測、優(yōu)化與控制典型應用場景，MWORKS平臺提供可定義、可組構、可交互的數(shù)字孿生應用服務。該解決方案具有“多層級、多物理、多尺度高保真數(shù)字孿生體構建，規(guī)范化、流程化數(shù)字孿生體評估，基于單一數(shù)據(jù)源的數(shù)字孿生體存儲與管理，組件化、服務化的場景驅(qū)動數(shù)字孿生體應用”的特點。
同元軟控數(shù)字孿生技術框架
（來源：同元軟控）
51world圍繞3D圖形及物理仿真構建核心技術，打造了一個數(shù)字孿生PaaS平臺WDP，兩款SaaS產(chǎn)品——提升企業(yè)營銷效率的元宇宙產(chǎn)品51Meet和幫助自動駕駛訓練的仿真產(chǎn)品51Sim，以及系列面向智慧城市、園區(qū)、交通等行業(yè)的數(shù)字孿生應用51ISE、51TOC和51CIM。其中，數(shù)字孿生Paas平臺WDP是一款致力于為各行業(yè)提供“低門檻、高質(zhì)量”的數(shù)字孿生創(chuàng)作平臺，可以用無代碼的方式進行編譯，并且在PC端、VR/AR端、手機端的應用。
數(shù)字孿生PaaS平臺WDP架構圖（來源：51world）
優(yōu)也科技的數(shù)字孿生解決方案是以大數(shù)據(jù)、人工智能、云原生為技術引擎，以基礎工業(yè)數(shù)據(jù)操作系統(tǒng) Thingswise iDOS為內(nèi)核，通過數(shù)字孿生模型框架，高效整合工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，形成面向基礎工業(yè)企業(yè)提升生產(chǎn)運營水平、能源利用水平、設備運營能力等系列工業(yè)智能APP應用系統(tǒng)。優(yōu)也科技基于數(shù)字孿生框架的分層解耦架構，大大降低開發(fā)難度，有效支撐工業(yè)數(shù)據(jù)、知識與應用的重用復用與協(xié)同共建，實現(xiàn)由工業(yè)知識到模型、由模型到應用的高效轉(zhuǎn)化。
基于數(shù)字孿生技術的應用案例展示
（來源：優(yōu)也科技）
優(yōu)锘科技提供一站式數(shù)字孿生可視化管理平臺，利用數(shù)字孿生引擎和工具平臺——ThingJS低代碼開發(fā)平臺、ThingJS零代碼開發(fā)平臺、ThingStudio森工廠數(shù)字孿生工具鏈，在數(shù)字世界中“復刻”現(xiàn)實的實體對象，并進行仿真、監(jiān)測、分析和控制，實現(xiàn)可視化、智能化、人性化、眾創(chuàng)化的創(chuàng)新管理模式。在制造業(yè)方面，優(yōu)锘科技智慧工廠管理平臺基于數(shù)字孿生的理念，集成工廠生產(chǎn)、經(jīng)營、安全、監(jiān)控、設備等業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合三維仿真技術，創(chuàng)建虛擬數(shù)字孿生工廠，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的全域感知、鏡像再現(xiàn)，在數(shù)字孿生世界里構建智慧工廠各類智能應用。
森工廠ThingStudio數(shù)字孿生工具鏈
（來源：優(yōu)锘科技）
易知微的數(shù)字孿生解決方案以EasyV數(shù)字孿生可視化搭建平臺為核心，結(jié)合WebGL、3D游戲引擎、GIS、BIM、CIM等技術，助力各行各業(yè)快速搭建實時數(shù)字看板、數(shù)字駕駛艙、數(shù)字孿生等場景的可視化應用，幫助客戶實現(xiàn)數(shù)字化管理。作為一款業(yè)務人員開箱即用的低代碼可視化搭建平臺，EasyV主要由可視化編輯器、地理信息引擎、統(tǒng)一數(shù)據(jù)源管理這三部分功能板塊構成。平臺內(nèi)置200+官方自研可視化標準組件素材，同時也接入了ECharts、Make A Pie等第三方開源組件，素材廣場中還擁有超過1000+的行業(yè)應用模板可供用戶直接使用。
EasyV數(shù)字孿生低代碼搭建平臺
（來源：易知微）
子虔科技推出的數(shù)字孿生協(xié)同平臺不僅可鏈接各種PLM、MBSE、CAX、BOM、ERP、MES、CRM系統(tǒng)，兼顧公有云及私有化部署，還可提供全面的應用開發(fā)接口。同時，基于子虔科技數(shù)字孿生協(xié)同平臺打造的Zixel開放平臺，由數(shù)字協(xié)同平臺Z-collaborate、數(shù)字空間平臺Zetaverse、以形搜形Z-matrix和數(shù)據(jù)輕量化處理服務Zeta.Realink組成，向合作伙伴及開發(fā)者全面開放，高效集成。此外，子虔科技的數(shù)字孿生云平臺，通過底層平臺將三維建模、數(shù)據(jù)中臺接入能力、異構數(shù)據(jù)實時處理能力、游戲級渲染、XR交互等眾多技術跨界整合，為傳統(tǒng)行業(yè)帶來價值。
數(shù)字協(xié)同平臺Z-collaborate核心功能
（來源：子虔科技）
Part 04
總結(jié)與展望
就現(xiàn)階段而言，盡管數(shù)字孿生技術的應用前景非常廣闊，需求日益高漲，但目前數(shù)字孿生技術的應用還存在諸多問題和挑戰(zhàn)，例如使用場景復雜導致的應用深度不足，成熟度不高；由于數(shù)據(jù)采集設備的不一致性以及有限的時間同步精度，數(shù)字孿生技術在實際應用中會產(chǎn)生失真與噪聲；先進算法和各類軟件的整合；數(shù)字孿生解決方案整體實施成本高昂，進入門檻高；數(shù)字孿生的專業(yè)人才與技術研發(fā)力度有限。但是，隨著傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、軟件算法等技術的進步，以及各大解決方案廠商對數(shù)字孿生技術的持續(xù)探索與完善，數(shù)字孿生必將為工業(yè)制造和未來生活帶來無限可能。
