第一篇　认识数字孪生体

数字孪生体作为物理世界和数字空间交互的新概念，虽然已产生了十余年时间，但很多行业人士对它的了解并不准确，对它的系统性认识也不够。大家通常会受信息物理系统、两化融合和仿真技术等概念干扰，再加上一些国际仿真企业利用市场地位大力推广自己的解决方案，混淆了仿真软件、产品生命周期管理和虚拟现实等传统信息技术与数字孪生体之间的本质差别，这一点笔者在自序中已经做了阐述。

业内人士对于数字孪生体概念的产生存在诸多疑点。出售产品生命周期管理软件的企业吹捧美国研究教授迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）在2002年提出的“镜像空间模型”（Mirrored Spaces Model），仿真软件企业则直接告诉客户，过去几十年它们都在做数字孪生体，当然还有BIM软件销售商则毫不客气地把自己标示为数字孪生体的领头羊。

诸如此类的情况很大程度上影响了行业人士的判定，不利于大家掌握数字孪生体这个新概念体系。事实上，以上所有自称为数字孪生体的解决方案，大都属于数字孪生体的一部分，距离2009年DARPA描述的数字孪生体相距甚远。2012年，NASA和美国空军（USAF）的两位专家撰写的《未来NASA和美国空军车辆数字孪生体范式》一文明确表示数字孪生体与仿真不同，展现了数据驱动的降维策略特点。

作为数字孪生体的提出者，DARPA采用一贯的颠覆性创新思路，从本质上去寻找能改变游戏规则的技术新范式。笔者在自序中提到了从人到信息到数据的降维思路，与DARPA最近十年持续推进的数据自动化思路不谋而合，这是第四次工业革命重要的技术范式，有助于推进形成未来的智能世界。

遵循一贯的追根溯源和大胆分析作风，工业4.0研究院围绕数字孪生体的过去、现在和未来进行了专题研究，收集了上千份原始资料，翻译了一百多万字的文章和报告，梳理出了美国前瞻布局第四次工业革命的全景图。如果从是否具有完善的技术范式来看，下一代控制器、信息物理系统、工业互联网和数字孪生体等探索时间比较长，投入资源较多，前三项技术已经告一段落，剩下数字孪生体仍为各方力量一致看好的方向。

第一篇的两章既抚今追昔，又继往开来。在介绍数字孪生体发展史的时候，避免过度推演历史和与商业企业关联，严格依据书面证据分析数字孪生体的渊源。美国国防部相关资料证实，DARPA开创了数字孪生体时代，美国空军研究实验室通过机身数字孪生体项目验证概念可行性后，行业企业迅速进入该领域。随着数字孪生基础设施越来越完善，数字孪生体产业的腾飞指日可待。

工业4.0研究院称数字孪生体为第四次工业革命的通用目的技术，基于数字孪生体产业发展的一般规律，它将先通过航空航天的高成本探索，再逐步降维到“低端”行业去应用，经过一定时间的发展，反哺数字孪生体产业链的完善和优化，推动经济持续高质量增长。