数字孪生技术正变得越来越普遍，已被业界公认为是未来极具战略性、颠覆性、先导性的技术，其应用场景也在不断拓宽中，数字孪生正在众多行业内以不同的应用方式重塑其业务面貌，诸多成功案例的出现也正不断启发更多企业在自身流程中持续创新。
本期我们着眼于现今应用较为成熟的4个领域，了解数字孪生的落地应用与成功案例。
1、智能制造
数字孪生技术在制造业中应用最为广泛，这是由于制造业中大量部署着实时产生海量数据的设备，这些数据天然适用于构建数字孪生，我们可以对从单台机器到整个企业的所有事物进行建模。
例如在研发新产品时，可以借助产品数字孪生模型来优化产品设计；在工艺规划阶段，可以通过对数字孪生模型的检查来确保每个零件的成功制造以及零件的相互协调。
在具体制造过程中，还可以搭建从设备到产线、车间、整个工厂的数字孪生模型，通过不断采集数据、分析数据，实现高效排产，及时发现生产问题。
案例分享--宝马的“游戏工厂”
宝马的iFACTORY为里达工厂，这是宝马集团第一座从设计开始便完全在虚拟环境下进行规划与模拟的数字化工厂，总投资达亿元人民币，工厂通过5G、人工智能、数字孪生等前沿科技将“工业元宇宙”搬进现实。
从厂区规划、生产线布局到建筑设计、工艺设备调试、物流集成，事前全部在EpicGames虚幻引擎3D创作平台上创建了数字孪生模型并进行了模拟。也就是说，在工厂还没搭建前，一个在虚拟环境中的工厂便已经完整的呈现在映射出的平行世界里。
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据悉，通过数字孪生环境的全维度构建，里达工厂在工程建设成本方面避免了约50%的由于设计缺陷导致的施工工程变更，更是将工厂从施工到落成的时间缩短了整整六个月，仅用两年多的时间便宣告投产，里达工厂投入使用后已将宝马沈阳生产基地的年产能提升至83万辆。这也进一步向我们展示了工业元宇宙的速度。
2、智慧城市
近年来，数字孪生在智慧城市的建设中也取得了十足的发展。
数字孪生有助于促进城市降本增效，提高城市活力与包容性。提升企业盈利能力，优化资源配置，降低城市创新成本。还能够不断优化生态环境，降低城市能源成本，优化生态布局。
据调查显示，德国一个虚拟电厂项目，每年可为园区减少吨的CO2排放，降低园区能耗总成本4.2%。更有数据预测，到年，数字孪生技术应用将为城市规划、建设、运营节省成本达到亿美元。
截至年6月底，中国、美国、德国、英国等均相继出台国家政策，推动数字孪生技术研究与应用；中国浙江、上海等多个省份和城市也出台了相关政策持续探索建设数字孪生城市。
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案例分享--数字孪生城管平台从“小区楼栋”，管到“房间插头”
在襄阳市襄州区智慧城市综合管理运营服务平台中控室的监控大屏上，工作人员都集中在LED大屏前处理各种城管事务，整个襄州主城区都被“一比一”三维真实还原到了监控屏上，大到城市的主建筑、园区，小到每颗树木、路灯，甚至是街道上的井盖，都可以看到，就像在玩游戏《我的世界》一样。
这是湖北省内首个5G智慧城管“数字孪生”三维全景平台，平台于年5月底上线运行，可实现“一网观全域和精细化管控”，从二维平台的“小区楼栋”，升级到三维平台的“房间插头”。
在中控室大屏上，整个市区3.3万辆共享单车位置信息实时刷新，只要单车在违规区域停放，平台便会“秒速告警”。用鼠标点击违停单车，镜头就能迅速从“鸟瞰图”推近至“特写图”，单车所属得厂家、IP地址、路段位置清晰可见。
另外城市建设相关的各类设施，例如洒水车、垃圾清扫车、环卫车的运行轨迹也都可以实时监测。
在突发事件、综合执法案件的处理上，平台能根据摄像头识别、群众举报、政府部门交办案件信息，实时定位、拍照取证、自动调取法律法规，推送给现场执法人员。比传统人工执法效率提升一倍以上。
3、医疗保健
数字孪生还可应用在医疗领域，设想如果我们可以构建一个患者的数字孪生体，然后通过观察这个数字孪生模型对一些医疗手段或外界条件的刺激变化，例如新药物或新的治疗方案所产生的反馈，用数字孪生来代替人类志愿者，岂不是更高效且安全。
在医疗保健领域，数字孪生可以加快医疗数字化进程，加快推动智慧医疗时代的来临。简单描述，就是可以在一个虚拟环境中创建一个基于真实数据构建的模型，通过观察检测、实验对比，来进行复杂的分析、研究及预测。创建模型所使用的数据可以来自电子病历、疾病数据库、医疗可穿戴设备等等。
这可以有效帮助医疗保健提供虚拟化体验，优化患者护理、成本、性能，改善现有的医疗服务和基础设施，提供个性化、优质的病人护理服务。
案例分享——模拟人心脏结构与个性化糖尿病检测工具
法国公司达索系统（DassaultSystèmes）使用磁共振图像（MRI）和心电图（ECG）测量结果开发了一种数字孪生模型，可以模拟人心脏的结构和某些生理功能。该公司发起的LivingHeartProject，成员单位包括美敦力、波士顿科学和飞利浦等学术机构和行业公司。它们正在利用数字心脏模拟真实状况，将难以看到的解剖结构可视化，以开发更安全有效的心脏治疗设备及器械。
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诺和诺德制药公司与数字健康公司Glooko合作创建了个性化糖尿病监测工具，可以根据患者的血糖读数和其他特定因素，为患者提供饮食、运动和疾病管理等方面的个性化建议。
4、自动驾驶
数字孪生技术对于自动驾驶公司来说也天然契合，我们知道自动驾驶汽车包含许多传感器，用来收集与车辆本身及汽车周围环境的相关数据。在数字孪生的世界里，可以通过云端测试场，根据真实道路数据生成的虚拟环境，让自动驾驶的算法在虚拟世界里进行安全的实验与测试。这为处理有关自动驾驶汽车责任认定及相关问题的争议，提供了更加安全且自由的测试保障。
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另外，对于新车型的研发，也可以使用虚拟环境，数字孪生技术在汽车制造业中为联网车型构建虚拟模型，更好地帮助车企在投产之前就对产品的性能与实际表现进行精准的评估。凭借数字孪生技术，车企已经能够极早地发现产品在生产阶段及上路之后可能会出现的各种问题。
案例分享——腾讯自动驾驶虚拟仿真系统TADSim
年，腾讯发布自动驾驶虚拟仿真系统TADSim，并在年上半年发布升级版本TADSim2.0。作为业内首个由游戏技术和真实数据双擎驱动的虚拟仿真平台，TADSim在真实性、全面性、可视化、轻量化、标准化等方面行业领先，让自动驾驶在虚拟世界进行测试和学习，成本有了很大的降低。
TADSim目前已与国家智能网联汽车（长沙）测试区、中国汽车技术研究中心、国家汽车质量监督检验中心（湖北）、公安部交通管理科学研究所、深圳5G+智能网联测试示范平台等检测机构以及多家国内外头部汽车企业达成合作，并展开了对智慧高速、开放城市道路等场景的交通实时数字孪生探索和建设。
结语
尽管目前数字孪生技术的应用前景已经非常广阔，并开启跨领域的超融合发展，但当下我国的数字孪生技术发展也还存在诸多问题，例如应用深度不足，成熟度不高；由于物理世界的复杂性，数据的融合与标准化面临许多挑战；在专业人才与技术研发所需的投资资金上也多有桎梏。
但无论如何，数字孪生技术都应该得到充分的重视，它已经不断地为我们展现了一次又一次的技术突破，从一台机器到一条生产线到一座城市，不断将梦想照进现实。未来它会带给我们怎样的惊喜还犹未可知，也许在将来的某一天，地球副本就会开启。
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