思维方式|数字孪生：虚拟与现实之间的星火( 二 ) aiot|ai|北京君正|榜单|城市|智能

在智慧城市领域，不同于制造业的“产品生命周期”，城市作为一个复杂的巨系统，“生命周期”更长，而且其“生命周期”时刻都在产生着多维的海量数据。因此，城市数字孪生在数据收集、处理、运算、储存和管理上的部署难度也更大。
挑战之中也蕴含着潜在的机遇，激励先行者们去不断攀登。阿里云的城市大脑、腾讯提出的“数字政府”、百度的AI City、华为的“城市智能生命体”，以及海尔旗下海纳云的BIMCloud数字孪生平台、平安科技的智慧城市云、浪潮的智慧城市大脑……无不在智慧城市的基础上增加了针对数字孪生的内容。
就连元宇宙也和数字孪生攀上了亲戚。当然，两者本来就存在着密切联系，两者都脱胎于现实世界、又与现实世界相互影响。从最终导向来看，元宇宙更加偏向于始终在线的虚拟世界，而数字孪生更强调强调对现实世界的仿真。
元宇宙是个比数字孪生更庞大、更复杂的体系。在1992年，Metaverse作为科幻概念就已经被首次提出，如今才渐渐兴起，离成熟更加遥远。而数字孪比元宇宙晚诞生了将近十年，但已经在各个领域开花甚至结果，未来大概率也会在元宇宙之中生长。
世界是由物质、信息和能量组成，人们往往更在意物质实体和能量的价值，反而忽视信息。比如在工业领域，一台设备的估价和一套软件几乎是天壤之别，软件经常和机器捆绑销售，看上去像“免费赠送”一般。
密歇根大学Mr.Grieves教授在《虚拟完美模型：驱动创新与精益产品》一书中曾经提到：“信息是被浪费的物理资源的替代品”。
数字孪生的出现让人们真正开始认识到信息与数字的价值，提前预见物理实体的正确性，避免在现实世界做无谓的冒险与高成本的浪费。本质上来说，数字孪生是一种数字信息代替物理实体的彩排，让数字化价值真正得到体现。
数字孪生：孪生数字化过程的中间态实际上，我们仍然不能用“数字孪生”这四个字完全代替该技术，而是应该把它看作孪生数字化技术过程的中间态，是一个过渡阶段而已。在互联网江湖看来，数字孪生大致有五个发展阶段，分别为物理孪生、复制孪生、数字孪生、决策孪生、智能孪生等。
物理孪生阶段，用实体“孪生”实体，成本高昂。除了上面提到的美国宇航局的实践外，工业领域在规模化生产之前，制作的物理样机，需要准确表达模型诉求，将生产预见性前移，这也属于物理孪生的一种。
复制孪生阶段，开始把“孪生”转移到数字虚拟层面，这时候就需要能够充分利用历史数据以及实时运行数据，对一个产品或者系统实现精准、全面的映射，并且全部转化为信息储存。这时候相当于造出来了数字化双胞胎的一个肉体，但仍然缺乏最为关键的灵魂，它不能用来控制分析，只能显示。
数字孪生阶段，也就是目前正在研究的阶段，能够根据物理本体的物理设计模型，还有本体传感器反馈的实时数据，以及本体此前运行的历史数据，做到动态仿真。比如对智慧城市进行全域感知和实时更新，形成真正的虚拟全息城市。
决策孪生阶段，需要对过往积累的数据精细化尺度感知，模拟未来不同的外界因素、不同的环境背景下的发展情景，从中学习、分析并总结出物理本体的运行规律，为决策者提供建议和参考。这时候提供的建议可能会较为理想而偏离现实，但也存在一定参考价值。
智能孪生阶段，利用AI进行精准分析与规划设计响应，并做出最有利的判断与自主控制。也可以为参与者提供新的视角，甚至可以帮助人从传统思维方式向大数据思维方式转变，不过这仍然是一个较为遥远的一个目标。