（五）创建数字孪生 | 破解数字化转型难题

数字孪生在产品全生命周期内有多种应用形式，能够实时解决过去无法解决的问题，创造甚至几年前还不敢想象的价值。数字孪生的创建有两个重点：数字孪生流程设计与信息要求、数字孪生概念体系架构。

  01  数字孪生流程设计与信息要求

创建数字孪生，要先进行流程设计：使用标准的流程设计来展示业务流程、流程管理人员、业务应用程序、信息及物理资产之间如何进行交互，创建相关图表，连接生产与应用程序、数据需求及创建数字孪生所需的传感器信息类型。流程设计将通过多种特性获得增强，提升成本、时间和资产效益，这些构成了数字孪生的基础，数字孪生的增强效能也由此开始。

  02  数字孪生概念体系架构

通过创建使能技术，整合真实资产及其数字孪生，传感器数据与企业核心系统中的运营和交易信息实现实时流动。数字孪生概念体系架构可分为易于理解的六大步骤。

（1）创建。创建步骤包括为物理过程配备大量传感器，以检测获取物理过程及其环境的关键数据。传感器检测到的数据经编码器转换为受保护的数字信息，并传输至数字孪生系统。传感器的信号可利用制造执行系统、企业资源规划系统、CAD模型及供应链系统的流程导向型信息进行增强，为数字孪生系统提供大量的持续更新的数据用以分析。

（2）传输。网络传输是促使数字孪生成为现实的重大变革之一，有助于现实流程和数字平台之间进行无缝、实时的双向整合/互联。传输包含了以下三大组成部分。

一是边缘处理。边缘接口连接传感器和历史流程数据库，在近源处处理其发出的信号和数据，并将数据传输至平台。这有助于将专有协议转换为更易于理解的数据格式，并减少网络传输量；二是传输接口。传输接口将传感器获取的信息转移至整合职能；三是边缘安全。最常用的安全措施包括采用的防火墙、应用程序密钥、加密及设备证书等。

（3）聚合。聚合步骤支持将获得的数据存入数据储存库中，进行处理以备用于分析。数据聚合及处理均可在现场或云端完成。

（4）分析。在分析步骤中，将数据进行分析并作可视化处理。数据科学家和分析人员可利用先进的数据分析平台和技术开发迭代模型发掘洞见、提出建议，并引导决策过程。

（5）洞见。在洞见步骤中，通过分析工具发掘的洞见将通过仪表板中的可视化图标列示，用一个或更多的维度突出显示数字孪生模型和物理世界类比物性能中不可接受的差异，标明可能需要调查或更换的区域。

（6）行动。行动步骤是指前面几个步骤形成的可执行洞见反馈至物理资产和数字流程，实现数字孪生的作用。洞见经过解码后，进入物理资产流程上负责移动或控制机制的促动器，或在管控供应链和订单行为的后端系统中更新，这些均可进行人工干预，从而完成了物理世界与数字孪生之间闭环连接的最后一环。

上图所示为一个复杂程度适中的数字孪生初步部署模型示意图。在打造数字孪生流程的过程中，一个最大的挑战在于确定数字孪生模型的最优方案。过于简单的模型无法实现数字孪生的预期价值，但是过于追求速度与广泛的覆盖面，则必将迷失在海量传感器、传感信号及构建模型必需的各种技术之中。

来源——《数字孪生》陈根

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