​数字孪生：企业未来发展的基石

受新冠疫情的的影响，拉动中国经济增长的两驾马车：消费和出口双双降速，以制造业为代表的诸多行业遭受冲击。为了促进中国产业链升级，新基建政策发布，将打造新型智慧城市升级为国家战略，雄安新区数字城市、杭州城市大脑等一批基于数字孪生技术的智慧城市落地，发展“数字孪生生态”正在成为企业乃至国家的重要布局。

在全球，美国在2018年将数字孪生列入战略投资重点，德国工业4.0把数字孪生作为未来重点发展的内容，英国于2020年发布了国家数字孪生体原则。虚拟新加坡、数字孪生巴黎、多伦多高科技社区等一批城市在数字孪生等技术的支持下转型升级。

随着物联网、5G、AI智能、云计算等新技术不断成熟，进一步推动了数字孪生在商业中的应用。智慧城市、城市规划、节能减耗、工业4.0升级...，数字孪生开始在各个行业中的场景应用中展现出巨大的社会价值和商业价值。发展到今天，数字孪生已经不再是一种概念，一种发展新模式，一个转型的新路径。

由数字孪生带来的智能决策体系，正在成为推动各行业变革的新动力。

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突破管理壁垒的数字世界

数字孪生（Digital Twin）概念最早于2011年被美国航空航天局提出，它向我们描绘出非常具有想象力的画面：现实世界中的事物，都可以创建虚拟化身，就像双胞胎一样交互映射。

随后，数字孪生开始广泛传播，在5G网络赋予物联网低延迟、高速率、多终端的背景下，以新基建为代表的数字城市、工业升级开始采用物联网分布式监控管理。疫情之后，制造企业需要应对愈加复杂、碎片化的市场需求，“3060双碳”政策的落实也促使各行业借助科技的力量提升自身的管理效率和敏捷响应能力，以及能耗监测和碳排放追踪。

此时此刻，可以把现实世界与数字世界紧密融合的数字孪生技术开始绽放光芒，驱动行业的智能化决策。

科技领域是这样定义数字孪生的：即综合运用感知、计算、分析等信息技术，为真实世界创建虚拟孪生的数字空间，并对现实世界进行诊断、预测、快速响应、决策，实现物理空间与数字世界的交互映射。

简单来说，就是现实世界中的生产数据、运营数据都会实时投射到数字世界中，通过数据变化完成高效决策，降低人们对复杂的现实世界的管理难度。数字孪生突破了传统的管理壁垒，建立一种以数据驱动的智慧化管理体系。

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驱动产业创新的虚拟“双胞胎”

数字孪生最早出现于高精密的工业制造领域，包括产品设计与维修，生产流程管控等。得益于新一代信息技术的成熟，数字孪生逐渐扩大应用范围。

比如在智慧城市领域，运用数字孪生技术对整个城市的公共事件进行监测，建立舆情响应系统；打通城市中的医院、疾控系统、社保中心等数据，分析城市居民健康状况，创建城市健康发展规划和重大传染疾病应急中心；对城市城市楼宇、水电气能源消耗实时监测，优化城市环境生态和碳排放；结合卫星数据、气象数据、环境数据等多维数据，帮助预判雨季城市内涝点，快速完成灾情防备。

在新基建的浪潮下，数字孪生迎来了全新的发展机遇，在各行各业中迅速得到落地应用。制造企业可以通过生产流程监控提升生产效率和质量；产业园区可以以全局视角，对人员出入、停车缴费、安全巡更、招商运营等实施一体化数字管理；电力行业通过打造虚拟数字电厂，实时监测供需两侧的电能消耗，完成削峰填谷、节能用电等电力优化；医疗行业利用患者就诊数据分析，提升治疗效果。

港口、仓储、物流、消防、交通、社区...，以数字孪生、5G、物联网为基础的技术生态，正在深入到各个角落中，为企业的业务创新赋能。

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数字孪生的应用与落地

实现数字孪生的落地需要先明确实施路径，具体包含4大圈层和6大能力：

4大圈层

基础物理层：指现实世界的物理场景，如整座城市、整个企业、一个工厂等。

关键数据层：对物理世界中的生产、运营、交易、能耗等数据进行采集、处理、分析等。

核心模型层：建立数字空间，包含可视化数字模型、算法模型、数据模型等。

目标功能层：物理世界中的所有监测数据映射至数字空间中，通过可视化数据趋势完成诊断、预测、分析，最终实现智能决策响应系统。

6大能力

感知响应能力：采集多维度动态数据，实时反映城市或企业运行状态。

分析映射能力：构建三维数字模型，现实世界映射至数字世界中，虚实结合，交互相融。

可视化呈现能力：所有数据经过计算分析后，渲染成高阅读的可视化信息。

虚实互动能力：从数字空间观看现实世界的运行流程，形成一体化智能管控。

模拟仿真能力：基于运行规律建立分析算法模型，在数字空间中进行预演，提前制定优化措施。

创新扩展能力：对多维度数据有序治理，促进数据高效开发利用，为业务创新和管理创新提供数据支撑。

数字孪生代表了继互联网+之后的新一轮变革浪潮，是一项企业全生命周期管理的颠覆性技术，不管是未来的数字城市建设，还是企业的运营管理，都会因为数字孪生技术而发生革命性变化。

企业在数字孪生的落地时，最重要的是根据自身的商业目标制定合理的规划，让数字孪生为城市发展而服务，为业务创新而赋能。下面，通过艾艺服务的成功案例，了解数字孪生在真实场景中创造的巨大价值。

数字孪生-智慧电力系统

艾艺为国内某知名电力企业打造的数字孪生虚拟电厂，基于“优化电能消耗，平衡供需两侧用电”的业务目标，建立三维数字模型，对供给侧发电厂、需求侧商业楼宇的用电数据采集、计算、分析，通过削峰填谷等柔性调节，为电网减负，实现节能降本的目的。

数字孪生-智慧城市管控中心

数字孪生智慧城市建设的核心在于构建CIM平台，将各部门间的业务数据统一对接，建立精准的数据模型。艾艺为某城市打造的数字孪生智慧城市管控中心，对城市的海量、多维度数据进行监测、分析，提升整座城市的感知力，以“上帝”视角对城市的能源、楼宇、安全、消防、环境、交通、社区等完成高效决策，智能运营管理。

数字孪生-主题乐园管理系统

经过用户调研后发现，用电消耗在主题乐园的运营成本中占据较高的比例，我们为客户打造用于节能减排的数字孪生可视化管理系统，对主题乐园的用电、碳排放、光伏发电、储能等实施可视化管理，并对室内空间的湿度实时监测，提升消费者的游玩体验，节省主题乐园的运营成本。

数字孪生-智慧园区可视化管理平台

艾艺为上海某园区开发的“智慧园区”可视化管理平台，将园区内各系统的数据打通，从园区招商、楼宇资产、物业、企业服务、社群服务等多个领域完成智慧升级，实现智慧门禁、智慧停车、智能巡更、智能消防、能耗管理、访客管理等，形成科学、智能的运营模式。

数字孪生-智慧工厂管理系统

在为国内某工厂设计数字孪生方案的时候，艾艺首先明确了企业的核心需求：优化排产。以此为导向完成了智慧工厂管理系统的建模与开发，此系统的亮点在于，可以通过设备监测和生产算法模型，计算出最优生产计划，全面降低电力消耗和成本控制，通过数字空间实时优化工厂生产效率。

数字孪生在经过早期的概念期，中期的技术方案进化期，如今已正式步入成熟应用期。国家政策的推动、双碳目标的实现、城市的未来发展、企业的业务创新，通过现实世界与数字世界实现智能决策这一路径已在全球达成共识，在此背景下，数字孪生技术即进入高速发展轨道。

基于15年的发展与丰富的服务经验，艾艺已为各个行业提供了数字孪生解决方案，通过物联网布局、三维数据建模、云计算数据分析，将现实世界与数字世界交互相融，构建城市和企业的感知响应系统，建立以数据为驱动的智能决策运营体系，让前沿科技为城市发展赋能，持续为客户创造商业价值。