数字上的中国
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数字化平台与各行各业结合形成产业互联网需要经历四个步骤,最高境界是“数字孪生”

一、数字化平台对传统产业进行融合赋能要经历四个步骤

第一个步骤是数字化,要实现“万物发声”。目的是让产业链上、中、下游各环节通过数字技术表述出来,发出“声音”、留下痕迹,为构建产业数字空间提供源头数据。

第二个步骤是网络化,要实现“万物万联”。通过5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等通信基础设施,把所有能够“发声”的单元连接在一起,高带宽、低时延地实现大范围的数据交互共享。

第三个步骤是智能化,要实现“人机互动”。要在“万物万联”的基础上,让物与人可以交流,通过与人的智慧融合,实现局部的智能反应与调控。

第四个步骤是智慧化,要实现“智慧网联”。借助“万物万联”与“人机互动”,使整个系统中的各种要素在人的智慧的驱动下,实现优化运行。

这四个步骤,前一步是后一步的基础,但又不是截然分开、泾渭分明的。推进产业互联网建设,要循序渐进、适度超前,但也不要好高骛远、急于求成。

二、产业互联网的最高境界是“数字孪生”

当某一个行业的数字化转型升级完成了这四个步骤,就有条件进入产业互联网的最高境界——“数字孪生”。要实现“数字孪生”,就要通过数字化的方式,将物理对象的属性和数据映射到虚拟空间中,创建出全生命周期的动态虚拟模型,以此模拟其在现实中的行为特征,实现数字虚拟世界和物理真实世界的精准映射、交互协同、实时联动。VR(虚拟现实)技术所具备的沉浸感、交互性和想象性的特征,将更有利于“数字孪生”在数字场景中的可视化表达和人机交互。随着云计算、人工智能、边缘计算等支撑技术的跨越式发展,“数字孪生”技术已经应用到制造、航空航天、电力、医疗、基建工程乃至城市治理领域。

比如在制造领域,“数字孪生”可以应用于产品的设计、生产、制造、运营等全生命周期。在研发设计环节,可以利用虚拟模型将产品的各类物理参数以可视化的方式表现,并在虚拟空间进行可重复、参数可变的仿真实验,测试和验证产品在不同外部环境下的性能和表现,从而提高设计的准确性和可靠性,缩短研发流程,大幅降低研发和试错成本;在生产环节,通过虚拟生产线的3D可视化效果,工作人员不用去现场就能够充分掌握生产线的实时状态,从而进行运维管理、资源能源管理,调整生产工艺,优化生产参数,进行生产调度预判等。除了帮助传统制造业提升效率,“数字孪生”还会不断创新制造业的资本运营、供应链管理、客户服务等模式,为制造业拓展了大量的价值空间。

再比如在城市治理方面,“数字孪生”技术的应用造就了“数字孪生”城市。在虚拟空间中为城市构建一个“数字孪生”体,城市的物理空间与虚拟空间之间交互映射、虚实对应、实时互动,在城市虚拟空间中对天气变化、地理环境、基础设施、城市建筑、市政资源、人口土地、产业规划、城市交通等要素进行数字化表达,并对其进行推演,实现城市实时状态的可视化和城市运作管理的智能化,进而提升城市规划质量,优化城市建设,提高城市管理水平。