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虚拟现实|数字孪生：虚拟与现实之间的星火( 二 )


如同蒲公英一般，数字孪生在工业制造这片沃土上逐渐长成，此后种子被风吹向了各个行业、各个领域 。
比如在基建工程领域，数字孪生技术可以即时访问已经设计和建立的建筑模型并进行实时同步，这样就可以根据4D BIM模型中列出的时间表即时监控进度 。也可以使用模型预测控制，核实工作量百分比并明确项目实施进程，基于建筑物正向模拟做出决策 。
在智慧城市领域，不同于制造业的“产品生命周期”，城市作为一个复杂的巨系统，“生命周期”更长，而且其“生命周期”时刻都在产生着多维的海量数据 。因此，城市数字孪生在数据收集、处理、运算、储存和管理上的部署难度也更大 。
挑战之中也蕴含着潜在的机遇，激励先行者们去不断攀登 。阿里云的城市大脑、腾讯提出的“数字政府”、百度的AI City、华为的“城市智能生命体”，以及海尔旗下海纳云的BIMCloud数字孪生平台、平安科技的智慧城市云、浪潮的智慧城市大脑……无不在智慧城市的基础上增加了针对数字孪生的内容 。
就连元宇宙也和数字孪生攀上了亲戚 。当然，两者本来就存在着密切联系，两者都脱胎于现实世界、又与现实世界相互影响 。从最终导向来看，元宇宙更加偏向于始终在线的虚拟世界，而数字孪生更强调强调对现实世界的仿真 。
元宇宙是个比数字孪生更庞大、更复杂的体系 。在1992年，Metaverse作为科幻概念就已经被首次提出，如今才渐渐兴起，离成熟更加遥远 。而数字孪比元宇宙晚诞生了将近十年，但已经在各个领域开花甚至结果，未来大概率也会在元宇宙之中生长 。
世界是由物质、信息和能量组成，人们往往更在意物质实体和能量的价值，反而忽视信息 。比如在工业领域，一台设备的估价和一套软件几乎是天壤之别，软件经常和机器捆绑销售，看上去像“免费赠送”一般 。
密歇根大学Mr.Grieves教授在《虚拟完美模型：驱动创新与精益产品》一书中曾经提到：“信息是被浪费的物理资源的替代品” 。
数字孪生的出现让人们真正开始认识到信息与数字的价值，提前预见物理实体的正确性，避免在现实世界做无谓的冒险与高成本的浪费 。本质上来说，数字孪生是一种数字信息代替物理实体的彩排，让数字化价值真正得到体现 。
数字孪生：孪生数字化过程的中间态实际上，我们仍然不能用“数字孪生”这四个字完全代替该技术，而是应该把它看作孪生数字化技术过程的中间态，是一个过渡阶段而已 。在互联网江湖看来，数字孪生大致有五个发展阶段，分别为物理孪生、复制孪生、数字孪生、决策孪生、智能孪生等 。
物理孪生阶段，用实体“孪生”实体，成本高昂 。除了上面提到的美国宇航局的实践外，工业领域在规模化生产之前，制作的物理样机，需要准确表达模型诉求，将生产预见性前移，这也属于物理孪生的一种 。
复制孪生阶段，开始把“孪生”转移到数字虚拟层面，这时候就需要能够充分利用历史数据以及实时运行数据，对一个产品或者系统实现精准、全面的映射，并且全部转化为信息储存 。这时候相当于造出来了数字化双胞胎的一个肉体，但仍然缺乏最为关键的灵魂，它不能用来控制分析，只能显示 。
数字孪生阶段，也就是目前正在研究的阶段，能够根据物理本体的物理设计模型，还有本体传感器反馈的实时数据，以及本体此前运行的历史数据，做到动态仿真 。比如对智慧城市进行全域感知和实时更新，形成真正的虚拟全息城市 。

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