麦肯锡：什么是数字孪生技术？

如果你有自己的复制品，你会做什么？一个数字化的分身，在各个方面都与你一模一样，以准确的数字方式呈现你的家、工作场所、社区或城市？更好的是：如果你的数字版本——你的数字孪生——不受伤害、痛苦或尴尬的影响怎么办？各种可能性令人难以置信。可以这么说，您可能能够自己做出决定，并且对结果更加确定。

在商业中，这种高度的确定性非常有价值，而新兴的数字孪生可能有助于实现这一点。

简而言之，数字孪生是物理对象、人或过程的虚拟复制品，可用于模拟其行为，以更好地了解其在现实生活中的工作原理。数字孪生与环境中的真实数据源相链接，这意味着孪生会实时更新以反映原始版本。数字孪生还包含一层源自数据的行为洞察和可视化。当在一个系统内互连时，数字孪生可以形成所谓的企业元宇宙：一种数字化且通常是沉浸式的环境，可以复制和连接组织的各个方面，以优化模拟、场景规划和决策。

数字孪生有几种不同类型。首先，有一个产品孪生，它是产品的表示。这种数字孪生可以包括处于生命周期各个阶段的产品，从最初的概念设计和工程到完整的功能，这意味着您可以获得产品的实时数据，就像它正在使用一样。产品孪生的一个很好的例子就是您可能已经在口袋里的东西：谷歌地图是地球表面的数字孪生。它链接实时交通数据，帮助优化您的通勤。

其他类型的双胞胎包括生产工厂双胞胎（代表整个制造设施）或采购和供应链双胞胎（也称为网络双胞胎）。最后，基础设施孪生代表物理基础设施，例如高速公路、建筑物，甚至体育场。

数字孪生有潜力提供更敏捷、更有弹性的运营。首席执行官们并没有忽视它们的潜力：麦肯锡的研究表明，大型企业 70% 的首席技术官已经在探索和投资数字孪生。

数字孪生能为组织带来什么样的价值？

数字孪生能够带来最大价值的领域之一是缩短上市时间。数字孪生可以实现产品设计的快速迭代和优化——比物理测试每个原型快得多。此外，数字孪生可以显着提高产品质量。通过在整个制造过程中模拟产品，可以更早地发现设计中的缺陷。 （“首先利用这一点的公司，”麦肯锡高级顾问威尔·罗珀（Will Roper）在谈到数字化制造双胞胎时说道，“将真正撼动他们所在的市场。”）最后，通过镜像服务中的产品，有可能实现这一目标。创建关于设计如何运作的单一事实来源，允许实时调整或重新设计。

麦肯锡发现，通过开发客户的数字孪生，让这些客户能够充分互动并沉浸在公司的产品中，各组织的收入增长了高达 10%。例如，戴姆勒开发了客户双胞胎，让客户无需亲自驾驶即可“试驾”车辆。

数字孪生如何影响组织的环境可持续性？

产品数字孪生对于改善可持续发展工作特别有帮助。这些数字孪生可以帮助组织减少产品设计中使用的材料，并提高产品的可追溯性以减少环境浪费。消费电子产品制造商通过使用数字孪生，在可持续发展方面取得了显着进步，减少了约 20% 的废料。

组织如何开始构建其第一个数字孪生？

组织实施数字孪生所需的关键要素是数字成熟度。这本质上意味着数据：高质量的数据基础设施，可以从测试和实时环境中提供可靠的数据，以及构建和维护该基础设施所需的人才。

但这并不一定意味着组织需要复杂或动态的环境才能从数字孪生中受益。一些公司看到了成功的配对产品，就像牙刷一样简单，以获得实时客户反馈。然后，一旦建立了初始用例，组织就可以添加更多层信息和实时反馈，以进一步改进双胞胎。

构建和扩展数字孪生需要采用三步方法：

• 创建蓝图。蓝图应定义组织将追求的双胞胎类型、构建它们以最大化价值和可重用性的顺序、它们的能力发展方式以及它们的所有权和治理结构。

• 构建基础数字孪生。然后，项目团队在接下来的三到六个月内构建基础数字孪生。此阶段从组装核心数据产品开始，该产品支持可视化的开发，并允许数据科学专业人员构建一两个初始用例。

• 提升能力。数字孪生运行后，组织可以通过添加更多数据层和分析来扩展其功能，以支持新的用例。在这个阶段，组织经常将其双胞胎从简单地表示资产、人员或流程提升到通过使用人工智能和先进的建模技术来提供模拟和处方。

从数字孪生到企业元宇宙的旅程是什么样的？

公司可以通过一个以一种数据产品为模型的数字孪生来开始他们的企业元宇宙之旅。数据产品提供高质量、随时可用的数据集，组织内的人员可以轻松访问和应用这些数据集。它应该是一个单一的、可重用的事实来源，并随着时间的推移而增强，可以作为未来用例的基础。最终，第一个数字孪生可以基于行为数据的学习而发展，最终提供越来越强大的预测能力。

从那里，组织可以创建多个互连的数字双胞胎来模拟不同实体之间的复杂关系。这可以为更复杂的用例生成更丰富的行为洞察，并产生更大的价值。例如，组织可以将其客户的数字孪生与零售商店、库存、销售和客户流程连接起来。为此，组织可以执行以下操作：

• 模拟业务和市场变化对零售商店的端到端影响

• 创建真正的全渠道体验，提供跨渠道的无缝暂停和恢复客户旅程

• 通过响应客户偏好的变化来优化商店布局

• 根据销售额、员工绩效和当地商店的特点评估不同的薪酬和人员配置模式

最后，拥有健康的数字孪生网络的组织可以叠加创建企业元宇宙所需的其他技术。例如，零售商可以将其零售店的数字孪生与其仓库、供应链、呼叫中心等的数字孪生连接起来，直到组织的每个部分都被复制。

一些公司已经在如何使用数字孪生？

人们对数字孪生的兴趣，加上快速发展的支持技术，促使市场估计到 2026 年数字孪生投资将超过 480 亿美元。我们已经看到了一些先进的实施：

• 新西兰酋长队（Emirates Team New Zealand）。航行环境、船只和船员的数字孪生使新西兰酋长队能够在不实际建造船只的情况下测试船只设计。这使得冠军帆船队能够评估数千种（而不是数百种）水翼设计。

• 安海斯-布希英博（Anheuser-Busch InBev）。酿造和供应链数字孪生使酿酒商能够根据活跃条件调整投入，并可以自动补偿生产瓶颈（例如，当桶已满时）。

• 索菲体育场（SoFi Stadium）。为了帮助优化体育场管理和运营，数字孪生聚合了多个数据源，包括有关体育场结构的信息和实时足球数据。

• 太空部队（Space Force）。美国武装部队的这个部门正在创建太空数字双胞胎，包括外星物体和卫星的复制品。

• 太空探索技术公司（SpaceX.）。 SpaceX Dragon 太空舱的数字孪生使操作员能够监控和调整轨迹、负载和推进系统，以最大限度地提高运输过程中的安全性和可靠性。

参考文献:

• “Digital twins: Flying high, flexing fast,” November 16, 2022, Kimberly Borden

• “Digital twins: What could they do for your business?,” October 3, 2022, Kimberly Borden and Anna Herlt

• “Digital twins: The foundation of the enterprise metaverse,” October 2022, Joshan Abraham, Guilherme Cruz, Sebastian Cubela, Tomás Lajous, Kayvaun Rowshankish, Sanchit Tiwari, and Rodney Zemmel

• “Digital twins: The art of the possible in product development and beyond,” April 28, 2022, Mickael Brossard, Sebastien Chaigne, Jacomo Corbo, Bernhard Mühlreiter, and Jan Paul Stein

• “Flying across the sea, propelled by AI,” March 17, 2021