数字孪生工业大数据可视化，开启元宇宙新范式

    元宇宙可理解为一个平行于现实世界运行的人造虚拟空间，连接虛拟与现实其中有真实的设计和经济环境，是一个能将所有人关联起来的3D虚拟世界，用户在元宇宙中拥有自己的虚拟身份和数字资产，可以在虚拟世界里尽情互动，从事生产经营活动并创造价值。功能上，元宇宙是一个承载虚拟活动的平台，用户能进行社交、娱乐、创作、展示、教育、交易等社会性、精神性活动。元宇宙为用户提供丰富的消费内容、公平的创作平台、可靠的经济系统、沉浸式的交互体验。元宇宙能寄托情感，让用户有心理上的归属感，用户可在元宇宙体验不同的内容，结交数字世界的好友，创造自己的作品，进行交易、教育、开会等社会活动。

    01、数字孪生与元宇宙的关系

    数字孪生与元宇宙对偶，是元宇宙在生产制造领域的映射，可视为“工业元宇宙”。通过实时IOT数据在数字孪生模型中推动工业全业务流程闭环优化，并持续通过数据修正和完善物理模型。技术层面，在工业自动化的基础上，数字孪生在实时性、参与度和闭环性等方面提出了更高的要求，因此将会由许多独立工具、平台、基础设施、协议等来支持其运行。随着工业互联网、边缘计算、5G、云计算等技术成熟度提升，数字孪生有望逐步从概念走向现实数字孪生的本质是设备可识别标识、工程人员知识经验及管理层关键决策在系统流程中的闭环传递，最终实现高水平的智能化转型。

02、数字孪生的架构

    数字孪生基于建模工具在数字空间构建的精准物理模型，运用多种数字化技术集成应用，并利用实时物联网数据驱动模型运转，进而提升企业的综合决策能力，推动制造业全业务流程闭环优化。

    连接层具备采集感知和反馈控制功能，是数字孪生赋能制造业的关键环节；映射层具备信息互通、模型互通和数据集市功能，基于信息模型构建和融合实现工业通信优化，打通数据孤岛；决策层以低成本的方式将指令反馈至物理实体，实现闭环控制。

03、数字孪生发展趋势

    数字孪生深度、数字孪生维度和数字孪生颗粒度是数字孪生发展的三大方向。数字孪生深度指虚拟空间和物理对象同步映射的时间长度，可划分为设计一体化、制造一体化、全生命周期优化。数字孪生维度反映了孪生对象的复杂程度，是指个体孪生对象在通过组合形成系统孪生对象过程中，所占用实际物理空间的大小，随维度不断拓宽分为设备孪生、产线孪生、车间孪生、工厂孪生、城市孪生。数字孪生颗粒度指虚拟空间映射真实物理实体的特征及原理的准确程度，随精细度提升可划分为描述级、分析级、决策级执行级。

    数字孪生未来将向更精准数字化映射的方向发展，对物理实体进行映射时包含其名称、外观、工况、原理等不同组成部分，而每一部分亦可通过数字孪生技术在虚拟空间进行重构。

    多品种小批量离散制造业生产品种多、批量小，其产品经济价值高、研发周期长，且设计仿真工具应用普及率高。多品种小批量离散制造业数字孪生应用集中于产品工艺、设备运维和工厂管理方面，且闭环优化的成熟度高于其他类型制造业组织多个供应商协同开展设计可提升产品整机设计效率，为保证设计与制造的一致性，关键在于在研发初期定义产品工艺标准，为全面构建复杂系统研发奠定基础；单一学科的仿真工具不能满足多品种小批量离散制造业复杂产品的研发要求基于多学科联合仿真可打破差异化研发工具接口和标准研发模型的壁垒，构建多学科耦合的复杂系统；数字孪生研发阶段的各类模型与物联网实时数据及AI分析相结合，实现可靠的设备运维。