安世亚太田锋：数字孪生体进化论

此地方说的仿真是广义仿真，那些具有明晰物理机理的计较进程都属于广义仿真，包罗物理(如活动、力学、化学等)道理确定并被实践验证，每每被作为成熟理论来行使，包括正义、定理、公式、数值计较、工程算法、履历公式等。模仿仿真回收的器材包罗算法措施、种种CAE器材，譬如物理场仿真、人群仿真、交通仿真、物流仿真、组织仿真等。

凡是来说，CAE有两种范例：物理场仿真和体系仿真。物理场仿真的计较局限大、时刻长，凡是无法满意数字孪生体与物理工具及时交互的必要;体系仿真则具有速率快的上风，凡是可以到达及时交互要求。因此，在数字孪生实践中，每每必要把物理仿真进程举办降阶(ROM)，抽取物理仿真的某些特征和参数，转换成体系仿真模子来参加计较。

我们把模仿仿真进程称为“先知”，该进程提供了数字孪生体的“左脑”。人类的左脑专事逻辑推理和理性判定，只要具有明晰纪律和逻辑，不管多伟大，老是可以通过推理得到明晰的结论，提前知道数字孪生体和物理工具将会产生什么。此时的数字孪生体就是一个有脑子、会思索的智能孪生体，开始具有明明的生命特性，出格是人类的理性思想特性。

六、数据说明

数据说明进程是基于不完备信息和不明晰机理来展望将来。我们的天下中，大大都征象的物理纪律并不明晰，大大都环境无法得到完整的界线前提和物理状态，但我们如故不得差池将来做出猜测，哪怕是在恍惚的判定，如故好于毫无判定。假如要求数字孪生体越来越智能和伶俐，就不该范围于人类对物理天下简直定性常识。着实人类自己就不是完全依靠确定性常识而贯通天下的。

大数据和人工智能(AI)技能是数据说明的要害技能。按照通过“互动”进程网络的数据以及“先知”进程输出的数据，操作相干性说明成立物理天下的近似模子，依据当前界线前提和物理状态举办下一步状态的猜测，而且对近似模子慢慢优化。当前界线前提和物理工具状态是被不完备丈量的，但也只能作为近似模子的不完整输入前提，输出的功效虽然间隔物理天下的真实环境有必然毛病。但跟着呆板进修的一连，算法和模子慢慢改进，近似模子会越来越迫近物理机理，猜测功效也会迫近物理天下。也正是由于这个缘故起因，业界有人将大数据(及AI)视为科学研究的“第四范式”，科研要领从传统的三种要领——理论、尝试、计较拓展到第四种要领——大数据(及AI)。

我们把这个进程称为“先觉”，提供了数字孪生体的“右脑”。人类的右脑专事感性思想，操作直觉和第六感来得到对天下的判定和猜测。虽然这里指的直觉那种优越的直觉，而非平凡人的直觉。优越的直觉源于对富厚经验和有用履历的高度总结，还必要常常性的深度思索和远期瞭望。我们的社会中确有一类具有这种优越和敏锐直觉的人，是他们引导着你的企业、机构乃至人类的成长偏向。

七、数字资产

数字孪生体作为一种数字资产，个中的数据就像生命体的基因。它的蕴蓄、打点、追溯和共享既是其存在的根基特性，又是其前进的须要本领。数字资产通过传承、协同和进化，向汗青进修，向他人进修，从而实现一连生长。人类之以是前进，是由于我们的祖先通过将他们的头脑和成就用笔墨的方法流了下来，使得我们可以传承祖先的智力资产，可以向老子问道，向孔子习理，向牛顿求知，向亚里士多德请教。

数字线程和云计较是举办数字资产处理赏罚的要害技能。数字线程将物理工具的全生命周期的各数字孪生体之间的数据资产举办转达和追溯，从而实现优越基因遗传。云计较则将差异物理工具的数字孪生体之间实现共享和协同，从而实现清淡基因进化。

我们把这个进程称为“共智”，使数字孪生体呈现“社会性”特性。统一物理工具在生命周期的差异阶段有差异的数字孪生体，数字资产记录了数字孪生体整个生命周期中的全息数据，并反应这些数据在数字孪生体整个生命周期中的演变蹊径，但沟通工具的孪生数据必需关联和传承。物理天下的多样性抉择了其对应的数字孪生体的多样性，天下的广泛接洽抉择了数字孪生体的广泛接洽。人与人之间具有接洽组成了人的社会，数字孪生体之间的接洽组成了数字社会。

“共智”实现了差异数字孪生体之间的伶俐互换和共享，多个数字孪生单体可以通过“共智”形成更大和更高条理的数字孪生体，这个数目和条理可所以无穷的。《阿凡达》影戏中的潘多拉星球是个物与物自然共智的天下，大概是人类科技所限，地球的各物件之间是否能自然共智尚不得而知，但通过数字孪生体，我们可以实现地球上物理天下的共智。

八、人机交互

人机交互是人类与数字模子打交道的直观可视化界面。这里可以展示数字孪生体的数据，相识数字孪生体的状态，也可以操纵和过问数字孪生体，同时实现对物理工具的过问。

数据的可视化展示技能以及假造实际技能是人机交互的两个重要技能。数据的可视化展示技能将数据和信息输出为高清、直观、可视化的、可交互的图形图像，通过对数据的操纵可以实现与数字孪生体以致物理工具的哄骗。假造实际(包罗VR、AR和MR)提供的深度陶醉技能让人类与数字天下交互模式可以与物理天下相同。

我们把这种特征称为“五官”。对人类来说，五官是人们彼此熟悉、相识和雷同的界面，通过望闻问切根基可以相识人的身材状况，通过眼神和说话的交换可以相识人的精力状况。而数字孪生体的人机交互所提供的手段则逾越了人体五官所能提供的成果。假造实际技能使数字化的天下在感官和操纵体验上越发靠近物理天下，让“孪生”一词变得更为精妙。但在数字天下中，人类又具有超人般的特异成果，可以无穷驾御数字天下，譬喻调动巨细、穿墙而过、隔空取物、时空穿越等，将数字孪生体的应用推向极致。

在物理天下，有一种让社会体系或(和)技能体系(譬如呆板、工场、物流、都市、沙场)充实验展浸染和代价的高效方法——应用体系，譬如ERP、PLM、MES、SCM、MRO等体系。这种高效方法在数字孪生体天下如故可以采用，但鉴于人在数字孪生体天下无所不能的自由特征，使得这个天下的相同体系也许不必要像物理天下那样盘据，大概会归并一个体系。

《黑客帝国(Mtrix)》影戏为我们睁开了一个怪异的应用体系，可以以为该体系整合了全部我国熟知的应用体系。人类与这个天下打交道的方法是：人的意识通过收集进入体系，与个中的各类数字孪生体举办交互。

九、生命特性

通过以上说明，我们以为，数字孪生体是一个具有思想手段、可一连进化的生命体。

虽然，物理工具也具有自然的生命特性，但这种生命具有的特点如下：本能、直觉、前提反射、既定式、预设化、确定性、机器性、个别化。

（编辑：湖南网）

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