想象核電廠的路面，一場雨后，地面積水中倒影清晰，真實和虛擬的兩個反應堆互為鏡像，細節(jié)一一對應。這不過是光的反射作用，無可深究。但如果，用數(shù)據(jù)構建一個虛擬世界，把真實的反應堆映射到這個世界里呢，就像孿生兄弟一樣?

　　“數(shù)字孿生”(Digital Twin)，是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。更簡潔地說，就是將實體對象以數(shù)字化方式在虛擬空間“復制”，模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的運行軌跡。

　　其實相關理念由來已久，畢竟自結繩記事而始，人類就開始用符號來描述物理實體了。但是隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、VR等技術迅速發(fā)展，虛與實之間的對應越來越精確，融合越來越緊密。工信部日前向4家企業(yè)發(fā)放5G商用牌照，我國正式進入5G時代，工業(yè)的數(shù)字化轉型前景更加可期。那么數(shù)字孿生技術到底有什么作用呢?

　　不妨繼續(xù)放飛一下想象：虛擬空間既是現(xiàn)實的映射，又是能夠加以監(jiān)測和操控的，甚至時間進度條也可以拖動和快進——我們可以在其中回顧過去、預判未來。往極端了說，人類在自己制造的數(shù)字化世界里就是造物主的角色。當然，有一個不可忽略的前提，這一虛擬空間的構建是基于真實可靠、符合邏輯的數(shù)據(jù)，是對現(xiàn)實系統(tǒng)的模型化描述，由此它的輸出才可以反饋真實世界。

　　在先后關系上，虛擬的出現(xiàn)并不總是在實體之后。恰恰相反，就目前的應用而言，更多的是在裝備制造之前，先完成數(shù)字化模型。首先在虛擬空間中對設備進行設計、試驗和組裝，然后將參數(shù)傳給實際的制造、建設和安裝過程。

　　在虛擬空間里設計一座核電站，好處顯而易見。在非數(shù)字化的一整套生產(chǎn)流程里，為了驗證產(chǎn)品的尺寸或質(zhì)量、部件間的裝配關系等，有時就不得不制造出多個中間樣品或重新開始工序，設計變更要耗費大量資源。而在虛擬空間里，基于數(shù)字化對象可拆解、可復制、可轉移、可修改、可刪除、可重復操作的特點，不論是可行性的驗證還是設計的變更都能輕松進行，從而節(jié)約了大量金錢和時間。

　　將虛擬和現(xiàn)實聯(lián)結在一起，還使得設計可追溯，并大大提升業(yè)務協(xié)同的效率。可追溯，是指進行過的設計動作，都能在數(shù)字世界留下痕跡。代表產(chǎn)品迭代各個階段的數(shù)字化模型，之后可以非常方便地調(diào)用。正因為數(shù)據(jù)隨時可調(diào)用、可更改，設計從靜態(tài)轉為動態(tài)，不僅能夠進行異地協(xié)同設計，還能夠打通各個業(yè)務環(huán)節(jié)，使設計、采購和施工之間保持一致、高效協(xié)同。

　　在核電站建成后，虛擬和實體這一對“孿生兄弟”同步映照，在日常的運維中二者繼續(xù)進行信息交互，保持狀態(tài)同步。利用數(shù)字孿生可以持續(xù)地預測設備或系統(tǒng)的運行狀況及可靠性，與實體進行對比，使設備維修更有針對性，也可以預見事故工況下的系統(tǒng)響應。其中值得一提的是，借助大數(shù)據(jù)技術，或許能通過機器學習推測出一些本來無法直接測量的指標，從而提供更全面的評估、診斷和預測。

　　由此觀之，未來每一座核電站建成后，都應該有一座數(shù)字世界里的“孿生”核電站同時驗收。

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