“ChatGPT”的橫空出世一如前不久的“元宇宙”，再度令人們趨之若鶩。兩個全新的技術概念會否成為“人類科技的奇點”尚待時間驗證，可以洞見的是，決定未來的革命性技術都將通過智能化技術，將無窮的數據轉化為切實可行的洞察，驅動數實融合時代的到來。

今天我們將和英特爾工業(yè)解決方案總監(jiān) Ricky Watts聊聊另一個有著相似本質的技術——被稱為“元宇宙的基石與底座”和“數字化世界的十大戰(zhàn)略技術”：

想象一下，

一個水晶球可以告訴你未來這個項目能否成功，

可能出現的隱患或者致命故障

——這就是數字孿生（Digital Twin）

物理世界的鏡像，撥開迷霧看未來

何為數字孿生？根據數字孿生聯盟（DTC, Digital Twin Consortium）的最新定義：

“數字孿生是指將現實世界中的實體和流程以數字虛擬方式實現，并且按照特定頻率和保真度在兩者之間同步?！?/p>

“數字孿生系統(tǒng)會加速全面的數字認知，優(yōu)化決策過程，讓行動更高效，從而實現業(yè)務系統(tǒng)轉型。”

“實時和歷史數據讓數字孿生表現過去和現在，并可模擬、預測未來?！?/p>

簡而言之，數字孿生是以物聯網為媒介，實現物理世界和數字世界的耦合，從而預測未來，模擬決策，更好應對。目前，數字孿生已從最富有成效的制造業(yè)向智慧城市、醫(yī)療保健、物流、零售等更多行業(yè)領域延伸，展現出廣闊的前景和巨大價值。

數字孿生，智能制造的助推器

工業(yè)制造場景是數字孿生最活躍的戰(zhàn)場。為何說數字孿生對智能制造至關重要？Ricky Watts 給出了通俗易懂的解讀：

數字孿生將工廠中大量物聯網傳感器和攝像頭收集到的資產和環(huán)境數據同步傳輸到數字孿生體，后者可以利用這些數據對機器或設備進行仿真測試和驗證、查看損耗率、預測性維護、流程建模和優(yōu)化，以及開展員工培訓，以上皆不需要人們在機器上實際操作。以軟件測試和模擬為例，制造商可以先在數字孿生體上驗證軟件更新，在確保不會發(fā)生崩潰或中斷后，再將軟件下載到真實機器上。有了數字孿生，企業(yè)就能夠在潛在問題和機會面前領先一步。

圖：以零售布局為例，

數字孿生可以在施工前提供建議，以便快速修改設計

借助由邊緣計算、人工智能和工作負載融合所實現的更多邊緣智能，物理世界和數字世界之間越來越多地建立起近乎實時的聯系。企業(yè)能夠利用數字孿生實現產品的設計、開發(fā)，到生產、上市，直至被客戶使用的全生命周期管理。幫助企業(yè)快速發(fā)現和解決問題，加快新品上市速度，提高產品質量，優(yōu)化運營，并開發(fā)新的經營模式，提高收益1。因此，數字孿生的市場正在迅速增長，Gartner 曾預測，到 2024 年，超過 25% 的全新數字孿生將作為新 IoT 原生業(yè)務應用的綁定功能被采用。2

“孿生”的羅馬非一日可建成

數字化時代的機遇往往與挑戰(zhàn)并行，數字孿生項目的實施也同樣“沒那么簡單”。工廠的環(huán)境十分復雜，不同年代、系統(tǒng)的傳感器和機器以各種方式提供數據，很難互相兼容，收集可用的數據就成為了制造商面臨的首要挑戰(zhàn)。同時，技術堆棧中涉及了從連接到人工智能各個層面的技術，這也使得制定任何類型的模板都非常困難。制造商往往需要進行大量的系統(tǒng)集成工作。

除此之外，數字孿生處于物聯網、5G、邊緣計算、大數據和人工智能等飛速發(fā)展的技術的交叉點。尤為重要的是，數字孿生對應的真實世界總在不斷變化，要想讓數字孿生隨時更新從而反應最真實、最即時的世界，毫無疑問，必須依靠擁有現實感知能力的物聯網邊緣技術。Ricky Watts 表示：

每個技術的應用不可一蹴而就，而大多數供應商和制造商都很難精通所有的領域，這使得同一產業(yè)鏈上下游企業(yè)在采用階段上存在較大鴻溝。英特爾正在開展一些工作，比如簡化技術的使用，建立更多伙伴關系以搭建生態(tài)系統(tǒng)等等。當然未來還有更多事情要做。

英特爾的探索——從入局到布局

在21世紀初，英特爾就通過引入遠程操作中心實現了對工廠設備的場外監(jiān)控和管理。隨著智能制造時代的到來，英特爾迅速采用了這一革命性技術來簡化流程、降低成本，即使在微處理器制造程序復雜性成倍增加的情況下，英特爾仍能夠大幅提高人均生產率，減少單位吞吐時間，并且保持出色的產品質量。

如今，英特爾的自動化工廠解決方案團隊將領先的經驗和軟硬件產品組合打包，提供給世界各地的制造商，幫助他們簡化數字孿生部署。

英特爾最新的硬件產品系列，包括第四代英特爾 至強 可擴展處理器和第13代英特爾 酷睿 處理器家族均面向物聯網邊緣應用優(yōu)化，通過人工智能加速和高核心數推動了數字孿生模擬的更多并行化，以及邊緣服務器和外部傳感器之間的快速數據移動。

在軟件基礎設施層，英特爾 發(fā)行版 OpenVINO 工具套件可以幫助獨立軟件供應商（ISV）優(yōu)化其人工智能驅動的數字孿生解決方案，以便在英特爾 硬件上實現更高性能。

同時，英特爾打造了工業(yè)邊緣軟件方案，包括英特爾工業(yè)邊緣洞見平臺（EII）和英特爾工業(yè)邊緣控制平臺（ECI）。這些軟件匯集了各種參考設計，能夠幫助行業(yè)伙伴更輕松、更快速地開發(fā)解決方案，并將工作負載整合到基于英特爾處理器的平臺上，同時確保在 Linux 操作系統(tǒng)、Windows、虛擬機和 Kubernetes 上都能運行數字孿生體的所有功能。

英特爾的物聯網技術則涵蓋了邊緣、網絡、數據中心和云。憑借低功耗計算和能夠執(zhí)行預測分析任務的邊緣服務器，英特爾構建了邊緣原生軟件定義的絕佳計算平臺英特爾 Smart Edge，從而協調、整合物聯網邊緣的多個傳感器和工具，簡化部署，幫助制造企業(yè)最大化收益。除此之外，英特爾也在關注標準、規(guī)模化的制定，Ricky Watts 介紹道：

英特爾正與合作伙伴攜手建立通用語言(如 OPC UA)來讓機器相互對話，從而讓設備數據無縫地流動。同時，我們正與產業(yè)聯盟的伙伴通力合作，鏈接產業(yè)上下游來嘗試定義統(tǒng)一的服務交付的方式。

用數字孿生雕刻未來數字世界

數字孿生技術讓人類具備了更好、更智慧的中長期規(guī)劃能力。英特爾也在將戰(zhàn)略版圖延伸向智慧城市、智慧醫(yī)療、以及智慧建筑等更多領域。

在北京冬奧會期間，英特爾聯手合作伙伴打造的“黑科技”VSS數字孿生場館模擬仿真服務備受矚目。通過將場館與活動過程三維可視化、動態(tài)化、參數化，把真實的場館完全復制成一個數字化、虛擬化的線上場館。在疫情時期，使分布在全球各地的工作人員可以在多終端操作系統(tǒng)，實現對場館空間的規(guī)劃、運行設計及細節(jié)管理，充分協作開展奧運準備工作。

這項應用在后冬奧時代將被繼續(xù)推廣和應用，以在大型體育賽事、智慧城市建設中發(fā)揮重要作用。

在全球范圍中，Ebenbuild 通過使用英特爾提供的技術和產品，構建了醫(yī)療數字孿生模型，提升了急性呼吸窘迫綜合征患者的生存率和恢復效果，并在智能醫(yī)院中被廣泛推廣。在建筑領域，英特爾與微軟以及 LTTS 攜手，通過建立數字孿生模型和現實世界人、事、物的活數字副本，在施工前模擬如空間使用、交通模式等動態(tài)環(huán)境條件，實現了自動化的建筑管理和預測分析——這座位于以色列的智能樓宇 PTK1 占地80萬平方英尺，擁有超過14,000個傳感器，每天產生超過50TB的數據，承載近3,000名員工的日常工作。其智能化程度遠超傳統(tǒng)的智能建筑。

隨著物聯網、人工智能、智能邊緣等技術不斷更新迭代，將推動數據流動持續(xù)加速，最終使得建立一個更廣大、連接更緊密的世界成為可能。數字孿生也將解鎖更多、更新、更先進的應用場景，來解決現實世界的問題。英特爾會繼續(xù)應用自己多年的技術積累，與合作伙伴一起，為人類的光明未來構建技術基石。

審核編輯 ：李倩