2017年和2019年，Gartner将数字孪生（Digital Twin）自十大战略技术发布以来，数字双胞胎正从虚拟产品生命周期管理和工业物联网专业技术发展成为企业数字化的关键通用技术。数字双胞胎作为企业的数字通用技术，为企业的运营创新、产品和服务创新、商业模式创新和管理创新带来了新的机遇。本文结合了PLM、工业物联网和企业领域数字孪生技术的发展演变，探讨了如何规划和实施公司数字孪生战略。
数字双胞胎技术演变：从虚拟产品技术到数字战略技术
在2021年上海车展特斯拉车主权利保护事件中，特斯拉分别向市场监管部门、权利保护张女士发送了48页6697组Excel表的后台服务器数据，详细记录了事故发生前30分钟车主的车辆状况和驾驶动作。
特斯拉用户不仅可以通过特斯拉数字双追溯设备的过去和目前的使用，还可以发现特斯拉在使用过程中， 汽车 特斯拉的功能似乎越来越智能，特斯拉 汽车 好像会越来越了解你。特斯拉通过数字双胞胎为用户提供了一种“持续智能”，可以持续适应客户和优化。通过这项服务，特斯拉每年可以从每辆特斯拉获得超过1200美元的收入。
要构建像特斯拉这样的数字产品、服务和商业模式，首先需要了解数字双胞胎技术的起源、发展和持续演变。数字双胞胎经历了三个演变阶段：
1、虚拟产品管理发展阶段
2003年迈克尔·格里夫斯（Michael Greives）第一次提出数字孪生（Digital Twin） 作为PLM的概念模型，将虚拟产品纳入PLM管理范围，重新定义PLM。到2011年，NASA将“数字孪生”（Digital Twin）纳入美国航空航天发展规划，这一阶段是数字孪生概念的形成阶段。在这个阶段，数字双胞胎主要被定位为下一代PLM系统的“虚拟完美模型”（Virtually perfect Model）。
2、工业互联网发展阶段
自2011年以来，通用电气公司发布了雄心勃勃的工业物联网计划。随后，在通用电气、西门子、PTC等公司的倡导和支持下，数字双胞胎作为工业物联网的关键技术受到了前所未有的关注。在这个阶段，通用电气、PTC或西门子不仅将数字孪生用于CAD、CAE、虚拟产品系统工程，如PLM，仍在设备（APM）、过程管理、网络等工业物联网的各个领域都以数字双胞胎和数字主线为核心技术支持，每个制造商在设备、网络、过程、商品、生产、运营等不同应用领域发布了数百万个数字双胞胎。通过工业互联网的发展，数字双胞胎进入了商业阶段，但到目前为止，只有约1%的公司资产使用了数字双胞胎技术。
3、数字战略技术发展阶段
2017年，Gartner将数字双胞胎纳入十大战略技术趋势，数字双胞胎从工业物联网的关键技术进一步发展为基于物联网的智慧城市和企业数字化的核心战略技术。数字孪生作为一种战略技术，从复杂的系统工程开始（iMBSE）和工业互联网等特定领域发展成为智慧城市和企业的数字基础设施。Gartner数字孪生分为三种基本类型：离散数字孪生、组合数字孪生和组织数字孪生。无论是商品数字双胞胎还是设备数字双胞胎，它们实际上都是离散的数字体。这种数字双胞胎的作用是局部的。Gartner的意见实际上是“组装”这种离散的数字双胞胎能力，以创建具有特定商业模式和商业模式的组织数字双胞胎（DTO），使企业具有数字孪生的持续智能能力。这样，数字双胞胎就成为企业数字化的核心战略技术。
数字孪生实施路线：从离散视觉、数据驱动到持续智能
虽然数字双胞胎的概念已经出现了很长一段时间，但它在企业数字化转型中的应用才刚刚开始。即使是引入数字双胞胎的公司也仍在试点和 探索 阶段。然而，在未来一年，65%的大型企业表示将投资启动数字孪生项目。未来两三年是公司数字孪生建设的战略机遇期。有针对性地制定数字孪生战略无疑将获得领先优势。
目前，实施数字双胞胎的制造企业基本上有两条战略路线。一是从商品数字双胞胎开始，实现基于商品数字双胞胎的虚拟原型和虚拟仿真，缩短产品研发周期，降低产品研发成本。典型代表是中车集团，如中车株机；一是设备和车间的数字双胞胎，基于设备和车间的数字双胞胎，实现透明的设备生产、运维和服务。典型代表是参与树根互联的三一重工8号工厂；
从企业战略发展的角度来看，为了通过数字孪生建立未来的竞争优势，公司的数字孪生战略可以按照四个步骤进行：
1、第一阶段：实现离散数字孪生的连接和可见性
离散式数字双胞胎是实现设备、人员等单一资源数据连接和数据可视化，实现资源优化的单一数字双胞胎。现阶段，基于边缘网络技术、设备和资源管理系统，通过所选设备、流程、系统的数字连接和数据收集、数字识别和数字监控，实现数字设备、流程和系统的诊断、描述性分析和预测；许多企业实施的RPA（流程机器人）实际上是离散数字双胞胎的应用。未来设备离散数字双胞胎主要由设备供应商提供；离散数字双胞胎主要由应用软件服务提供商提供；
2、第二阶段：实现复合数字双胞胎的互联和数据驱动
复合数字双胞胎是一种基于内部离散数字双胞胎和外部数据资源的数字双胞胎，如生产线和端到端服务线。数字双胞胎的复合过程不是简单的数据交换，包括基于数字双胞胎的复合过程 历史 基于实时动态模型的数据机器学习和模型训练，即时运行和监控。因此，复合数字双胞胎的能力需要通过包括人工智能和大数据能力在内的物联网平台来实现。符合数字孪生一般通过公司个性定制来实现。
3、第三阶段：实现企业数字双胞胎的数据驱动和持续智能
公司数字孪生（DTO）关键是通过数据双重监控和驱动的业务运营，形成一个可持续自动采集、自动分析、独立执行和独立决策的数据驱动闭环。在2020年战略技术趋势预测中，gartner提出了一个“持续智能”的新概念，可以解释公司数字双胞胎的价值。持续智能是指基于数字在线平台实时获取数据流，即时进行情景分析，给出响应方案，实现决策与运营的一体化。公司数字双胞胎建设是一个系统工程，基本建设内容包括整个价值链的数据采集、模型构建、数据监控和支持持续智能的数据和分析平台建设。许多企业都有这种需求，但大多数公司可能简单地相当于大数据中心，因为他们不理解公司数字双胞胎的概念。
4、第四阶段：实现数字双胞胎的生态服务和价值共生
将工业上下游的数字双胞胎组织结合起来，成为以链主为核心的工业数字双胞胎，如 汽车 制造商上下游的数字孪生系统可以形成一个包括客户、供应商、4S店和4S店以及 社会 包括服务资源 汽车 工业数字双胞胎。工业数字双胞胎将改变传统的工业协同关系，衍生出基于数据和智能的新的生他服务和价值共生方式。个性化定制和网络协作最终将体现在客户参与数字双胞胎、生态伙伴共享行业数字双胞胎的价值上。
数字双胞胎创新策略：模型驱动、架构驱动、 探索 中前进
从离散数字双胞胎、复合数字双胞胎到公司数字双胞胎和生态数字双胞胎，数字双胞胎在企业应用中的深度不断加深，实施的复杂性和应用的难度也会逐步增加。在实施过程中，我们必须面临不确定的风险，在行业中仍然缺乏可行的数字双胞胎实施方法。
在复杂系统工程领域，有基于模型的系统工程方法（iMBSE）方法论指导产品定义、领域建模和仿真；
在虚实融合的数字方法论方面，德国工业4.0参考架构和中美工业物联网参考架构也发布了相关架构框架。
然而，在公司数字双胞胎领域，在企业运营和流程优化领域，原始BPM（业务流程管理）方法不能支持模型驱动、虚拟与现实整合的数字业务模式和商业模式创新需求，企业需要新的业务和应用方法来改进方法论。
作者：金蝶软件（中国）有限公司
组稿：李艾离
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