数字孪生

工业数字孪生发展经历了三个阶段，其发展背后是数字化技术在工业领域的演进与变革。第一阶段，概念发展期。2003年，美国密歇根大学MichaelGrieves教授首次提出了数字孪生概念，概念提出的基础是当时产品生命周期管理（PLM）、仿真等工业软件已经较为成熟，为数字孪生体在虚拟空间构建提供支撑基础。

小松株式会社（Komatsu Ltd.）将与日本政府合作，开发用于外层空间工作的创新技术。作为日本国土交通省（MLIT）推动外层空间自主建造创新技术开发项目的一部分，小松提议开发月球建造设备数字孪生技术。

针对数字孪生在工业设备中应用的新技术、新业态、新模式开展深入研究，从指导企业制定符合自身的实施路径出发，给出一套实施框架、一套价值模式、一套成熟度评估模型、一套实施路径，同时评估梳理工业设备数字孪生重点应用场景及解决方案，总结提炼了风电设备、数控机床等11类重点工业设备的典型企业应用案例，并在此研究基础上编制了《工业设备数字孪生白皮书》。

10月27日，浙江清华长三角研究院柏林技术中心“中德数字孪生柏林测试中心（工业4.0合作平台）落成仪式”在德国柏林、中国上海和嘉兴三地同时以线上和线下方式举行。中德数字孪生柏林测试中心是由浙江清华长三角研究院、上海应用技术大学、德国达姆施塔特工业大学计算机集成设计（DIK）研究所在柏林共建的中国科研机构在海外的第一个基于云平台的数字孪生测试中心，将作为首个中德工业4.0学习平台项目的典型案例写入中德智能制造官方白皮书。

2021年8月24日，DARPA彻底走到前台，宣布启动了一项针对中小企业的数字孪生体项目，题目为“定义和实现自动潜航器作战的数字孪生体”（DELTA，DEfining and Leveraging digital Twins in Autonomous undersea operations）。

人工智能（AI）的发展从感知阶段进入认知和预知阶段。AI的发展已经渗入到多个应用领域。最近几年，尤其是全球疫情的爆发让大家认识到“时空大数据+AI”在科技抗疫防控中产生了巨大的价值。AI技术与地理空间智能、城市空间智能、时空大数据智能、数字孪生城市的发展产生了深度的融合，推动了AI在认知和预知层面的创新与发展。

4月15日，Taylor & Francis 出版集团与北京航空航天大学合作创办的全球首个以“数字孪生”技术为主题的国际期刊上线

英国数字制造中心（DMC）将是首家正式采用雷尼绍革命性的新型制造连接和数据平台（Renishaw Central）的企业，该平台将贯穿于其完整的增材和减材制造业务，不仅将提供端到端的制造数据捕获，而且还将允许DMC的工程师通过包括预测分析和人工智能（AI）在内的功能来进一步完善零件和工艺设计。

在成功使用“数字孪生”技术设计新型喷气教练机原型机之后，美国空军正在构建在线虚拟“罗马大角斗场”，以期使用竞争方式敦促开发商开展新技术研发和武器装备测试。美国空军研究实验室（AFRL）表示，后续也将在虚拟“罗马大角斗场”中定期开展不同技术领域的竞争选型活动。

科学家们正在开发一个 “数字孪生 “地球，以帮助他们预测与气候变化危机。苏黎世联邦理工学院的一份新闻声明解释说，整个地球的数字版本将能够播放整个场景，看看会发生什么。

Plataine公司宣布已获得标题为“使用可搜索数字线程跟踪制造工厂的生产过程”的美国专利（#10852712）。该专利是一种基于软件的解决方案，以通过使用数字孪生和数字线程技术来跟踪整个工厂的生产。Plataine公司利用基于云的人工智能技术实时创建工厂车间的虚拟副本（即数字孪生模型），实现对从原材料到最终产品的每个生产要素的跟踪，并创建全面可搜索的生产记录（即数字线程）。

据美国空军研究实验室网站2021年1月21日刊文，美国空军研究实验室弹（AFRL）药管理局最近在虚拟弹药模拟平台上进行了“武器一号”（WeaponONE，W1）演示验证工作，基于一年来的研究成果，初步验证了数字工程的重要价值。

超越虚拟和增强现实：空间计算可能成为下一个大事件。它能做到虚拟现实和增强现实应用所做的一切：将通过云端连接的物体数字化；让传感器和电机相互反应；将现实世界数字化。

瑞士计算机数控公司NUM宣布了9月14日发布了一项数字孪生技术，可使机床制造商通过使用强大的工业4.0仿真技术大幅缩短产品上市时间。

日前国家发改委印发的一份《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》中，数字孪生技术被多次提及，受关注程度和云计算、AI、5G等一样，上升到国家高度。方案提出要围绕解决企业数字化转型所面临的数字基础设施、通用软件和应用场景等难题，支持数字孪生等数字化转型共性技术、关键技术研发应用，引导各方参与提出数字孪生的解决方案。

韩国研究团队开发出在虚拟空间将电固体电池制作成与实物一样进行实验的技术。利用这种技术，在实验过程中不仅不会发生爆炸或剧毒气体危险，而且不消耗材料，重复使用。

数字化解决方案的确能够为企业带来巨大价值，达到互联智能技术出现以前无法企及的水平。数字孪生是近期的热门概念：物理实体或流程的准实时数字化镜像，有助于企业实现绩效提升。

美国能源部（DOE）的阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）最近从能源部的高级能源研究计划署（ARPA-E）获得了800万美元，用于与初创公司合作，并利用数字孪生技术帮助开发新型先进反应堆。