数字孪生的概念 “数字孪生”和“元宇宙”的差异与共生( 二 )

2.
虚实映射的数字孪生
数字孪生（Digital Twin）概念由美国教授Michael W. Grieves在2002年最早提出，他认为物理设备的数据，可以在虚拟空间中构建该物理设备的虚拟实体和子系统，并且这种联系不是单向和静态的，而是反映了整个产品的生命周期。因此，此种孪生概念，更多适用于工业领域的信息物理系统（CPS），后来逐渐在数字城市等领域发挥模拟、预测等作用。
城市是一个开放的复杂系统，包含交通、楼宇、能源、园区、商业等多个领域，当这么多系统彼此交织且相互作用后，尤其加入人与社会复杂变量后，组成了一个巨大的社会物理信息系统（CPSS）。作为物理世界的映射延伸，数字孪生用数字世界投射物理世界，对多维度数据进行智能分析，以自动化、智能化、智慧化方式管理运行业务，对城市管理、能源规划等完成优化改进。

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简单总结为：数字孪生是通过数字技术对某个物理进程进行模拟仿真，观察其数据分析后的变化与趋势，发现问题并优化，为精准决策提供预测分析。
数字孪生的闭环属性可以帮助制造业实时收集产品的性能数据，在虚拟模型中完成验证产品设计、流程设计、生产排期、故障监测等环节，大幅提升生产效率，降低维修成本、人力成本。
3.
数字孪生与元宇宙的差异
数字孪生与元宇宙的共同点都是以数字技术为基础，对物理世界进行模拟仿真，进行可视化感知与交互，一般而言，底层支撑技术原理通用。
不同点在于，数字孪生是以精确映射物理世界中的事件与设备为底层框架，小到工厂，大到城市管理，一切基于客观的动态数据与人工智能分析，进一步模拟和分析，以辅助管理者精准决策。

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元宇宙既可以以物理世界创造数字空间，也可以完全塑造独立的数字世界，理念状态是基于数字世界实现的原生社会，每个人都可以拥有唯一、独立的数字身份，完成在线社交、工作、商业交易等。
总结而言，数字孪生重在对设备的监测、对城市的管理，而元宇宙侧重于构建公平开放的理想数字社会。
4.
数字孪生与元宇宙的融合
数字孪生面向的是动态的演进过程和全生命周期的事件，应用在工业或数字城市管理时，不仅是物理世界的3D模型，也包含了城市规划和管理，以及城市各行业运行过程中基于物联网的动态数据。

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数字孪生在对物理空间3D可视化、BIM、无人机测绘地形数据时，融合物联网、传感器、定位、社交内容等动态数据，采用游戏级引擎的渲染和现实增强，让构建的数字空间具有高保真、高聚合的特性，既可以对现实世界完成映射，还可以对现实空间进行全息透视，应用在智慧工厂与城市管理场景时，实现模拟与耦合事件，以多个维度进行数字化监测与管理，让产业数字化转型再进一步。

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