数字孪生助力数字经济与实体经济融合发展

导读：工业4.0研究院2019年研究数字孪生体作为新基建的课题，2020年列入了国家发展战略。近期陶飞和张辰源在新华网发布文章，以《数字孪生助力数字经济与实体经济融合发展》做了分析。

十九届五中全会提出：“发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化，推动数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群”。“十四五”规划提出：“充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，壮大经济发展新引擎”。全面结合实体和数据，深化融合实体经济与数字经济，有助于充分发挥实体创造价值的核心作用，有利于激发利用数据引导优化的隐藏价值，是促进生产方式、生活方式、治理方式实现数字化变革，助力我国经济平稳健康可持续发展的关键所在。

实体经济是以物质实体为基础，以三大产业主体，以人的需求为导向，利用工具、知识和技术通过生产和流通产品和服务实现实际价值创造的经济形态。而数字经济是以数据为核心生产要素，利用数字技术对数字化的知识与信息进行识别、选择、存储、使用，引导资源快速优化配置，实现实体增值和经济高质量发展的经济形态。实体经济与数字经济融合发展的本质是通过产业实体和产业数据的结合增值和互补优化，重塑企业生产方式、服务模式与组织形态，催生新技术、新产品、新业态和新模式，挖掘企业新价值、新商机，帮助企业提高发现机遇、抓住机遇的能力，并赋予企业更多的活力和竞争力。

实体和数据同为资源，共具价值，且互相依存，本不可分割。但由于数据采集、传输、存储、运算处理等相关设备设施建设难度和相关技术成熟度等客观因素限制，在之前很长的一段时间内，通过利用数据价值实现企业或产品竞争力提升将面临“建设成本高”、“技术门槛高”等严峻挑战。加之在经济全球化、社会信息化提速之前，企业可以通过生产规模、实体技术、制度政策、人员结构、经营管理等方面相对直接的优势大幅提高自身的竞争力，从而在增量市场中占据一席之地，这导致数据优势大打折扣，激发数据潜能的必要性难以凸显，实体和数据结合增值、互补优化的步伐也因此放缓甚至停滞。然而，随着经济全球化越来越明显，国际化竞争越来越激烈，增量市场已开始逐步变为存量市场，与此同时，随着社会信息化的发展，生产力水平得到极大提高，人们的个性化需求明显提升，生产规模对于大部分企业来讲已不是一种压倒性优势，实体技术、制度政策、人员结构、经营管理等也逐步变为企业生存的必需品，而不再是某种独特的优势。在当前这个企业亟需寻找新出路、发现新的价值创造模式的阶段，数据的价值开始凸显。加之以“大智移云网”为代表的数字信息技术快速发展，在经济社会中快速扩散和应用，数据驱动经济增长已初显成效。尤其在受到新冠肺炎疫情冲击的背景下，以数据为核心的数字经济展现出强大发展韧性。围绕实体核心发展，结合数据价值提升，深度融合实体经济与数字经济的呼声越来越高。

为了更加科学地促进实体经济与数字经济融合发展，并充分发挥实体和数据的固有价值并激发其潜在价值，需要一套内容契合且相对成熟的理论体系作为指导。

数字孪生是一种利用数字化方式创建与物理实体实时镜像映射的虚拟模型，基于数据和模型联合驱动在虚拟环境中仿真预测物理实体的行为、状态和运行结果，并通过数据融合分析、在线决策优化等智能服务以及闭环迭代反馈、同步映射控制等虚实交互机制，为物理实体扩展新能力、赋予新价值的实体运维管控新模式，与实体经济、数字经济融合发展的理念不谋而合。数字孪生体系架构包括了物理实体、虚拟实体、孪生数据、连接和服务五个重要维度。从物理实体本身及其运行过程中采集并汇聚大数据，利用云计算、人工智能、区块链等信息技术对原始数据进行加工存储、融合降维，浓缩数据价值，提高数据的价值密度。结合表征虚拟实体的数字孪生模型，基于数模联动仿真的方式对物理实体进行安全、高效、经济、绿色的设计验证、预测评估和运行优化，并基于物联网、工业互联网等介质实现对物理实体的实际管控，实现物理实体增值和优化。将上述实体、模型、数据、连接封装为可请求、可调用、可复用、可组合、可重构的服务，提高资源的流通和使用效率，并借力虚拟现实、增强现实等可视化技术，以具象化、直观化的呈现形式提高相关人员的工作效率，间接促进实体优化和相关技术发展的进程。与此同时，海量真实数据和结果反馈也将为信息技术本身的发展提供珍贵的资源。数字孪生通过整合实体、数据、技术三大核心要素，统筹规划了“实体+技术”创造价值和数据、“数据+技术”引导实体增值优化、“实体+数据”支持技术进一步发展的闭环迭代、互补优化的良性循环，为实体经济和数字经济深化融合提供了可行思路。

近年来，数字孪生相关理论快速发展，目前已初具理论体系，并已在航空航天、制造、医疗、能源、城市建设等领域推广应用，形成了数字孪生卫星、数字孪生车间、数字孪生医疗、数字孪生城市、数字孪生电厂等一批具有代表性的新业态，为加速产业数字化建设进程和促进数字产业化发展摸清了道路，指明了方向。今后，随着利好数字化发展的政策进一步落地，数字化、网络化基础建设进一步加强，新一代信息技术进一步发展，以及相关高端人才引进与培养工作的进一步推进，阻碍“孪生”的障碍将被一一铲平，数字孪生将助力实体经济与数字经济深度融合，快速驶入共生发展的光明大道。

作者：陶飞，张辰源