大规模、多尺度的数字孪生可视化与仿真分析将成为未来城市、工业、交通等多行业的共性需求，但由于物理世界的连续性和复杂性，全息精细的刻画和模拟仿真仍存在难点，融合了机器学习、多尺度建模以及分布式高性能计算的技术将是解决此类问题的关键

　　大规模、多尺度的数字孪生可视化与仿真分析将成为未来城市、工业、交通等多行业的共性需求，但由于物理世界的连续性和复杂性，全息精细的刻画和模拟仿真仍存在难点，融合了机器学习、多尺度建模以及分布式高性能计算的技术将是解决此类问题的关键。

　　尽管大规模应用仍处于起步阶段，但以“模拟仿真”为起点的数字孪生技术（Digital Twin）价值越发明显，已成为政产学研用等各界的重点关注领域。

　　近日，深圳市腾讯计算机系统有限公司（以下简称腾讯）发布《腾讯数字孪生云》（以下简称《》），并宣布在业内首推数字孪生云服务，再次引发了各界对数字孪生技术及应用场景的关注。

　　数字孪生也被称为数字双胞胎，其定义比较复杂，简单地说，就是把现实世界映射到虚拟世界，通过感知、计算等实现虚实融合、认知预判。也就是说，数字孪生是在虚拟环境中构建现实场景，模拟生活生产中的运营逻辑。

　　而按照《》给出的定义，数字孪生是对物理实体的数字化表达，以历史数据、实时数据为基础，融合几何、机理、数据驱动等多种数字模型，实现对物理对象的映射呈现、分析优化、诊断预测以及闭环控制。

　　通常认为，数字孪生的概念起源于美国国家航空航天局（NASA）的“阿波罗计划”。该计划构建了两个相同的航天飞行器，其中一个发射到太空执行任务，另一个在地球上用于反映航天器任务期间的工作状态，辅助工程师分析处理太空中出现的紧急事件。

　　2003年，美国密歇根大学教授完善了数字孪生技术体系，使其逐渐应用于工业领域全流程管理。近年来，随着智能化、网联化、数字化的发展，数字孪生加速落地，成为产业数字化的核心技术之一上海科技馆简介。

　　数字孪生概念的诞生虽然只有10多年，但经过持续迭代和实践探索，近年来相关研究论文数量呈井喷式增长科技图标大全，各行各业从“广而论道”转向产业实践，使其成为炙手可热的现象级技术，而随着元宇宙的火爆，数字孪生更加受到热捧上海科技馆简介。

　　但中国科学院院士、中国工程院院士、武汉大学教授李德仁提出，不应将元宇宙和数字孪生混为一谈，前者并不是后者的高级形态。

　　李德仁指出，数字孪生概念清晰，是现实世界在网络空间中的真实反馈，无论是数字孪生工厂、数字孪生城市，甚至是数字孪生地球，本意都是通过网络空间的模拟、仿真等还原真实世界并影响现实生活，不会存在类似“神话”“游戏”等凭空想象的因素。与数字孪生相比数字化的好处，现在火爆的元宇宙概念其实并不太清晰。

　　《》指出，数字孪生技术体系涉及数字支撑、孪生构建、人机交互三大类技术，随着这些技术的不断创新升级，数字孪生的实时性、精准性、灵活性和交互性得以进一步提升。

　　其中，几何建模及展示技术路径呈现出多样化趋势，推动了数字孪生向建模高效、实时展示、部署灵活的方向发展；物联网、数字线程、大数据为数字孪生提供了数据支撑能力，人工智能也促进了数字孪生的预测能力；仿真建模开始走向集成化和实时化，助力数字孪生构建精确模型；数字支撑技术持续迭代，夯实了数字孪生的基础能力；扩展现实技术（XR）的沉浸式交互能力，拓展了数字孪生的应用空间。

　　作为一项复合性技术科技图标大全，数字孪生以实时、精细、逼真、可计算的方式，将现实世界映射于数字世界。那么，数字孪生发展过程中还面临哪些挑战？

　　根据《》的归纳，在标准体系建设方面，数字孪生的应用包含了不同结构、不同来源、不同对象的数据以及多尺度、多物理场、多学科的模型，因此数据层面和模型层面的标准亟须统一数字化的好处，另外产品互通等标准的缺失也限制了数字孪生产品间的协同配合，所以产品层面的标准也需进一步完善；在开源生态构建方面，数字孪生作为当下再次兴起的交叉技术，需要进行多角度布局上海科技馆简介，比如需要里程碑式的开源项目将其技术推向大规模工程化应用，需要长期资金支持，需要产业参与者提高开源及贡献意识，需要丰富的开源生态将活力注入其发展进程中等。

　　《》强调，大规模、多尺度的数字孪生可视化与仿真分析将成为未来城市黑科技辅助器、工业、交通等多领域的共性需求，但由于物理世界的连续性和复杂性，全息精细的刻画和模拟仿真仍存在难点，融合了机器学习、多尺度建模以及分布式高性能计算的技术将是解决此类问题的关键。

　　《》开宗明义，数字孪生已成为科技战略和产业转型的关键抓手。为抢抓数字孪生发展机遇，世界各国从数字孪生技术、应用、投资、生态等维度进行了积极布局。

　　在相关政策的推动下，我国已逐步形成了“技术+应用”的双轮驱动体系，为产业发展营造了良好空间，数字孪生技术开始向诸多行业渗透。《》总结了数字孪生技术应用的“制造、能源、城市、建筑上海科技馆简介、交通、水利”六大行业和“设计/仿真、生产/作业、服务/运营、安全/管理”四大场景，而腾讯基于数字孪生云提供的云化工具链和开发服务，已开始助力交通、能源、建筑等行业进行数字孪生应用开发和迭代。

　　腾讯云副总裁、腾讯数字孪生业务负责人万超说：“数字孪生作为复杂技术的代表，已经进入一个产业爆发期数字化的好处黑科技辅助器。腾讯打造的数字孪生相当于为产业提供了一套数字化的底座，更加开放、更加标准化、更具有普适性，创新应用可以在这个平台上培养和生长。”

　　近日，中国联通有限公司河北分公司等单位联合搭建的“5G+智慧高速荣乌新线示范应用建设项目”获第五届“绽放杯”5G应用征集大赛总决赛二等奖，不仅进一步证实了5G数字化的好处、“北斗”、人工智能、数字孪生等新一代信息技术应用在交通领域的可能性黑科技辅助器，而且构建出了一套完整的、可落地推广的智慧高速新模式。

　　往常，交通监管部门进行监控追踪时，大多要通过多个摄像头的空中“接力”，“人肉”搜索、确认一个车牌号的驾驶轨迹，费时费力且容易出错。中国联通有限公司河北分公司搭建的实时数字孪生系统，对车辆、交通事件、违法行为等信息进行实时提取，通过虚拟数字空间对现实交通系统的仿真重建，可实现车辆轨迹跨镜头跟踪数字化的好处、车辆唯一ID连续跟踪、交通事件监测等功能，为交通调度管理提供了更及时、更全面的“全息视角”。

　　尽管数字孪生的探索应用逐渐向行业全生命周期渗透，但在实施层面，数字孪生需要达到“能交互科技图标大全、可计算、易应用”三个要求，从产业角度看，这一赛道的发展壮大还受限于算力、网速、大数据、物联网等技术及生态的成熟数字化的好处。

　　万超以建筑行业为例指出，实体建筑的虚拟世界建模，以及更底层的引擎、渲染等能力，还有建模软件等，都是数字孪生大展拳脚的舞台上海科技馆简介，目前我国在这些领域还存在短板，但有了产业需求，就有底层技术的创新和应用蓬勃发展的可能性黑科技辅助器。（来源：科技日报 记者 刘 艳）