“十四五”解读一：构建数字孪生体的“新发展格局”

近期工业4.0研究院完成了《“十四五”数字孪生体发展规划》（简称“规划”）编制，以指导我院数字孪生体研究和应用工作，涉及到数字孪生体关键技术和产业化相关主题。部分行业人士非常关注该规划，希望了解更详细的内容，为此，本人代表编委会，撰写系列分析文章。

按照我国“十四五”规划文件要求，“三新”（把握新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局）是指导思想。工业4.0研究院在编制我院数字孪生体发展规划时，强化“构建新发展格局”的目标，坚定主攻“无人区”的方向。

在公开发布的《数字孪生体报告（2021）》中，展现了中美两国在数字孪生体领域全面竞争的格局。

除了美国国防部提出并深入开展数字孪生体工程项目，从市场和产业发展角度，中国虽然有诸多不足，但由于数字孪生体是“无人区”，西方国家的仿真软件公司需要把基础研究、技术研发和产业应用整个过程都要走一遍，谈不上多大的竞争优势。

这种情况类似20世纪80年代日美之争，当时具有发展潜力的是个人电脑和互联网，美国加快信息基础设施建设，完全摆脱了工业领域日本碾压美国的格局。因为美国信息技术产业的蓬勃发展，同期为CAx产业做的工业数据交换标准STEP等工作，成为美国先进制造领先的独特优势。

以史为鉴，中美在先进制造的竞争，决定成败的不是传统CAx技术，而是一些现在难以看清的新一代数字技术。工业4.0研究院认为，数字孪生体是物理世界和数字空间交互的技术体系，对先进制造业跨越式发展有至关重要的作用。

数字孪生体联盟成员曾经问本人，既然数字孪生体是第四次工业革命的通用目的技术，为什么我国不能聚焦该领域做一些攻坚？

答案非常简单。从新发展阶段的把握来看，需要掌握很多新知识，这往往超出当时代人们的认识，难以建立共识。日美之争的时候，日本也有部分学者提出应主攻CAx相关的数据交换技术，但终究被东京大学一部分学阀和通产省官僚占据了话语权，给日本带去了失去的几十年。

中国也有类似的情况。一部分学者认为，等着美国把一些技术做成解决方案之后，我们再去借鉴学习。然而日本的经验显示，如果美国数字孪生体技术形成了完整的产业，加上只要它把控一些关键技术（或称为“卡脖子”技术），那么借鉴学习在短期就不具有可行性了。

作为独立的研究机构，工业4.0研究院难以改变现有产业情况，于是把这些情况作为发展的环境。虽然体制内短期难以接受数字孪生体作为主要技术，但是我们不能毫无作为。

早在2019年，工业4.0研究院发起了全球第一家数字孪生体联盟，比美国早7个月，展现了我们在第四次工业革命到来之际的眼光和勇气。在数字孪生体联盟成立之初，我们直接平移了工业4.0研究院包容和开源的核心价值观，7个月之后美国数字孪生体联盟成立的时候，同样把“开源”作为运行核心。

工业4.0研究院牢记日美之争的经验教训，强化对“无人区”的研究和探索工作。我们在成立八年期间犯了不少错误，但经过5年多时间的深入研究，获得了美国全面推进数字孪生体的证据，工业4.研究院对决胜于数字孪生体的认识越来越笃定。

正如美国工程院一位院士所讲，新技术的出现，在初期有可能难以得到共识。他列举了机电技术来自于机械和电子领域的案例，以表示看似两个领域的加法实际上是一个新技术和新领域的诞生。

数字孪生体技术涉及建模、仿真和分析，它不是简单的相加，它是一个新技术物种。这在美国空军研究实验室长达10年的探索中已经得到证明，《数字孪生体报告（2021）》分享了相关内容。

假定数字孪生体是一种全新的技术，那么它定会催生“新发展格局”的出现，只是看是否参与其中。工业4.0研究院开规划报告的编制，首先是认同数字孪生体是一种不同于BIM、CAx和仿真等的技术，在此基础上，中美两国必然会争夺这个“无人区”，美国不会像40年前那么幸运。

正如规划报告中提的“双100”目标，工业4.0研究院将通过自有资源，加速构建数字孪生体的“新发展格局”，这是我们存在的意义和历史使命。

作者：胡权，工业4.0研究院院长，数字孪生体联盟理事长