数字孪生：重塑行业运营新格局
事实证明，当前互联网体系在许多方面都有着超越现实世界的优势，因此可以成为旅行与酒店预订、音乐和视频交付以及日常购物等服务的更佳载体。
随着三维环境捕捉、处理和渲染技术的逐步普及，数字孪生将帮助客户与更多其他服务提供商完成对接。例如，个人可以扫描自己的住房内部空间或庭院区域，并将数据分享给建筑师或景观美化公司以寻求修缮建议。
不同设计师之间、供应链参与者之间以及销售代表与用户之间的合作，也将孕育出新的商业机会。
2023年1月，韩国首尔市政府开始推进元宇宙首尔项目，“在成功完成经济、教育和税务等各类行政服务的先期测试之后，成为全球首个同类平台”。毫无疑问，首尔当地的多种服务即将迈向元宇宙、迎接新时代。
对单一设施之内、跨供应链之间乃至整个生态系统当中的机器交互进行模拟，也将激发出新的服务用例，为资产管理、维护和维修流程探索出更加行之有效的方法。预测设计和组件布置中的潜在问题将由此显现，有效预防事故发生并提高实体可靠性。对现有装配线和运营体系的优化则有助于降低成本。对人类行为的模拟——特别是城市环境或者紧急情况下的人群行为，则能够更好地满足政治和社会层面的决策需求。
数字孪生在一切行业中都有庞大的应用空间。在机器和系统设计当中，数字孪生有助于提高性能、加速原型设计并提前准备实施。设备与设施的测试、调试与认证将在更具成本效益的虚拟环境当中完成，同时大大降低调查结果在相关各方间的共享门槛。
对于一般性的运营和流程，数字孪生不仅能够重复测试蓝图与计划的可操作性，还可以持续监控以提高准确性与弹性，增强安全性和可持续性，并实现高级形式的风险管理与事故分析。在制程和施工当中，数字孪生可以支持规划、跟进项目和流程并提供指导分析，借此在降低成本的同时提高项目质量与运营效率。对于医疗保健和诊疗规程，数字孪生则有望支撑起预测医学，通过为个别患者创建数字孪生的方式推动个性化护理的实际落地。
随着这项技术的持续发展和逐步普及，相关应用场景也将变得越来越丰富。来自诺基亚公司的Nishant Batra就解释了数字孪生技术的优势将在未来几年内如何蓬勃发展。“到目前为止，数字孪生主要用于监控和分析，但工业元宇宙的全部潜力远不止于此。随着边缘和云处理能力、专用5G无线网络，以及新的传感、接口与AI技术的加入，我们将逐渐从状态感知转化为状态控制。具体来讲，我们将能够从对工厂车间的数字监控，发展为以虚拟方式对全流程的具体操纵。”
可以想见，由此带来的好处将是巨大的。“我们将看到运营技术（OT）与虚拟世界的全面融合，使得各行各业能够重新配置自身运营体系，从而适应不断变化的供应和需求。”
数字孪生与自适应管理
数字孪生提供的平台能够编译和可视化现有数据。例如，制造、生产、物流、分销与零售行业已经收集到大量关于仓储与资源、时间要求、配送路线、损耗及产品损失方面的数据。而数字孪生的价值就在于对此类信息进行可视化处理。换句话说，人们只有以轻松直观的方式访问这些关键信息，才能将可用数据转化成对相关流程的深刻理解。
凭借数字孪生为全部现有数据建立起的组合、关联与统一查询平台，管理者和决策者们将从中找到更多信息并充实到实时数据流当中。未来，更多愈发准确且廉价的传感器将真正让数据收集成为无处不在、时刻运转的强大体系，并以反哺的形式推动工厂、网络与市场实体的日益增强。
数字孪生平台将由此形成全知全能的管理体系，为实体提供可以轻松访问的数字形态，之后提供前所未有的应用以改进现有实践。未来，对企业内各职能部门的运营进行持续监控将成为常态。远程维护与运营将为现有设备创造新的用例，并降低各类应用领域的实现成本。例如，设计与规划部门将利用日益强大的工具建立起更加有效、富有弹性的工厂，并尝试运用先进的流程和替代路线。届时，只需按下功能按钮即可启动模拟，并充分引入最新采集的实时数据。
这种具备自适应能力的物流管理具有重大的现实意义。决策者们能够从中获取应对各种危险状况的选项，例如2022年美国西海岸港口封锁造成的物流挑战；2011年泰国洪水引发的生产与供应链中断；甚至为工业灾难（例如2010年墨西哥湾深水地平线钻井平台爆炸）提供决策支持。
数字模拟还有助于更好地理解关键路径、缺陷与漏洞。如果能源供应商的运营因瞬时激增的需求而中断，该如何处理？如果业务合作伙伴的交付系统因网络攻击而崩溃，要怎么解决？如果一条重要的运输路线遭到封锁（例如2021年的苏伊士运河），又有什么应对之策？
阻碍因素
到目前为止，数字孪生的技术经验还非常有限。
首先需要解决的是数据隐私、安全、所有权及其他相关考量因素。随着各数字孪生间关联的日益紧密，也考虑到各项影响因素与所有权关系的复杂交织，这些潜在问题的影响和意义也进一步得到凸显。
目前，创建数字孪生正面临着一系列技术与基础设施障碍，以及监管层面的不确定性。高级数字孪生的实现成本很高，投资回报却往往难以判断。各合作方对这项新技术的态度仍游移不定，我们亦难以断言此类孪生在供应链和物流网络上的统筹能力究竟如何。
技术挑战还不止于此。物理因素迫使用户遭遇延迟时长：虽然对于大多数应用来说，这点延迟完全可以接受；但对某些应用来说，延迟却会成为严重问题。网络要求、计算速度、接口可用性和性能也是必须考虑的关键因素。此外，数据共享、访问安全性和数据兼容性等问题也仍在等待理想的解决方案，“因此，数字孪生的构建必然是一个需要涉及多个学科、不同专家的庞大项目。”
非技术问题的影响同样巨大。数据质量、数据所有权和数据合作伙伴之间的关系非常重要。数字孪生能够支持可持续发展，但其中涵盖的大量IT设备与装置也将拉升能源需求。劳动力与管理方面的问题也客观存在——北欧最大综合研究机构VTT的Karoliina Salminen在《采用与适配工业元宇宙》中曾就这个问题提出宝贵观点。如果数字孪生以及与变化副本相关的基础设施/应用程序迅速普及，那么随之而来的培训与技能开发需求很可能成为制约流程运转的新瓶颈。
如果数字孪生想要实现对接一切组织和流程的承诺，那么首先需要建立起统一的框架标准。就目前来看，只有数据管理、网络和接口要求层面存在一些拼凑而来的粗糙标准。而随着数字孪生开始在各合作伙伴及不同行业间建立起紧密联系，安全考量将变得至关重要。之后就是政治和政策层面的考虑，特别是在地缘政治分歧日益紧张的背景之下。
市场规模与商业相关性
数字孪生的市场潜力相当巨大。战略市场研究公司预计，到2030年，这部分市场总值将达到1300亿美元以上。研究报告预计，届时北美将占据三分之一以上的全球市场份额。在分析师们看来，数字孪生与AI/物联网技术的集成将成为推动市场增长的关键因素。
其他预测同样为数字孪生给出了乐观预期：
Allied Market Research估计到2030年，数字孪生市场总值将超过1250亿美元。
ResearchAndMarkets.com预计“到2030年，全球数字孪生市场规模将达到1266亿美元”。
Beyond Market Insights预计到2030年，数字孪生全球市场规模将达到1430亿美元。
Gartner Research预计，到2031年全球数字孪生市场规模将达到1830亿美元。
Precedence Research甚至预计全球数字孪生市场“到2032年将达到2691亿美元左右”。
可以肯定的是，人们对于数字孪生抱有极高期望，但我们同时也须正确看待这些数字。
首先，预测往往存在一种共通的本质——在看待未来时过于乐观。
其次，我们很仅弄清楚这些数字背后的假设和前提——到底有哪些组件、服务和应用被纳入到预测范围之内？
最后，数字孪生确实代表着增速极高的市场机会，但这项技术真正令人兴奋、且具备商业价值的部分，在于数字孪生到底能为运营和组织实现哪些目标。
我们甚至可以拿互联网当作参考。谁能说清如今的互联网市场规模到底有多大？这个问题明显不够严谨，我们根本不知道该从哪里进行评估、其定义边界又在何方。如果说每台联网设备都要被计算进来，那么互联网市场将几乎涵盖整个经济体。
相比之下，我们更应该关注的是互联网如何在过去四分之一个世纪中彻底颠覆个人生活与商业流程。互联网是个人、商业与社会活动的推动者，也改变了我们与几乎所有事物间的交互方式。数字孪生相信也会带来类似的重大变化。
也许二十年后，我们会满怀感慨地回忆过去，回忆数字孪生出现之前的世界是个什么样子。
fu.lin@zhiding.cn
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