數字孿生是物品或者過程在技術上的精確虛擬復制品，它通過數據和信息反饋與現實世界中的對應物耦合。這是一種設計和測試方法，正在吸引著越來越多企業采用。

德勤咨詢公司智能制造部門高級經理Kenneth Norton解釋說，數字孿生的核心是使用基于數學或物理學的模型來模擬或預測物理世界中對應物的可能行為、性能屬性或結果。他表示：“來自物理產品和系統的傳感器和實時性能數據可以用來提供反饋并調整虛擬模型。”他表示：“商業化軟件應用在計算和可視化方面的能力提升導致了各行業數字孿生使用案例激增，因為企業希望改善其產品、生產過程和端到端供應鏈的性能。”

Booz Allen Hamilton管理咨詢公司負責人Sandy Marshall表示，通過創造復雜的洞察力提高業務績效、降低風險和更明智的決策，數字孿生創造了價值，為構成我們周圍世界的數百萬不同數據流的高級整合、分析和可視化打開了大門。

數字孿生日漸成風

數字孿生自美國宇航局在20世紀60年代試行之后出現。Marshall表示：“我們最近開始看到對數字孿生技術的興趣在不斷上升。”她觀察到，隨著越來越多的組織利用他們的數據進行決策優化，供應商已經開始提供解決方案，推動向數字孿生的轉型。

Marshall表示，支持和維持這種向更廣泛使用的轉變將會需要在安全的云環境中運行的數字孿生，并且能夠實現開放和靈活的開發。“這將使企業能夠安全地部署并更快地開始利用數字孿生的價值，同時繼續建設這項技術并使之逐漸成熟，在更長的生命周期內支持更多的整合和用例。”

Capgemini Engineering(工程咨詢公司)執行副總裁兼首席軟件官Jani Zhang解釋說，數字孿生技術允許企業更好地模擬產品，在數字狀態下設計和架構，從而降低開發成本。“給數字孿生添加物理屬性，讓工程師們能夠模擬這些物理屬性對特定環境或情景的反應。”

數字孿生的起步

對于缺乏必要的內部知識的組織來說，成功建立數字孿生戰略的第一步是找到具有適當專業知識的合作伙伴。Marshall表示：“以這里為起點，確定你當前的需求，例如你的用例和用戶是一個很好的開始。”“掌握你的用例將使你能夠證明投資回報率并讓利益相關方參與進來。”

Norton表示，開始使用數字孿生技術的最佳方式是確定具體的改進機會。潛在的用戶應該有結果預期以及要實現的商業價值。他解釋稱：“評估可用的數據集和對整個組合的預期結果進行建模的能力，可以為具體合作伙伴或技術供應商選擇以及推進的邏輯順序提供信息。”

Norton補充表示，在數字孿生技術方面表現出色的組織通常都采用了一種共同的模式，即采用了強大的基礎技術，如產品生命周期管理和制造執行系統，這些技術提供了數字孿生技術需要的、企業范圍內的數據集。

工作中的數字孿生

Marshall表示，數字孿生提供了一個機會，能夠給產品開發帶來積極的影響。“例如，可以在產品或過程的整個生命周期內實現數據透明以及所有利益相關方之間的協作。”

Norton表示，數字孿生技術加快了產品開發，同時縮短了上市時間并提高了產品性能。使用計算機輔助設計和先進模擬技術設計和開發產品的能力也可以促進協作，實現數據驅動的決策，設計出市場優勢并減少設計流失。“此外，開發一個集成數字線路可以實現整個產品生命周期的數字孿生，通過利用來自制造和現場的反饋，進一步改善產品的設計和性能。”

Marshall表示，在前期使用數字孿生和生成式設計可以使產品設計更有依據，讓團隊能夠根據經過排序的需求生成各種可能的設計，然后對提出的設計進行模擬。她補充表示：“在產品使用周期內使用數字孿生，可以讓他們從現場用戶那里獲得數據反饋，從而更好地進行開發。”

數字孿生投資應始終以推動商業價值為目標。Jani Zhang建議說：“用例必須定義清楚，并有可衡量的關鍵績效指標來證明其價值。”“一旦價值得到了證明，就需要領導層的支持來確保概念驗證能夠規模化推廣，真正實現投資回報。”她補充表示，典型的錯誤包括在沒有明確成功定義而且未能證明潛在商業價值的情況下進行過多的概念驗證項目。

數字孿生帶來的競爭優勢

Jani Zhang表示，數字孿生技術如果操作和實施得當，可以給采用者帶來巨大的競爭優勢。然而，她警告說，雖然許多行業領導者正在接受這種方法，但是其他許多人仍然不以為然、猶豫不決或者袖手旁觀。Zhang指出，“這是由于各種障礙造成的，例如投資回報率實現滯后或者公司文化。”“在這些情況下，數字孿生的益處沒有充分實現。”