长期以来，数字孪生体一直是工业生产中反映整个流程的可靠工具。在建模中考虑了对象或制造过程的所有相关方面，功能和属性，以便模拟或监控替代方案，作为更快，更明智和更可靠的决策的基础。将这一概念转移到更广泛的地理范围，例如整个国家，会带来从技术规模和建模到信息管理和数据集成的挑战。然而，信息技术的最新进展-例如通过云计算和人工智能提高处理能力，以及改进的测量技术和方法，允许准确，大规模的激光雷达捕获-现在使全国数字孪生体的前景触手可及，并提供巨大的未开发潜力。
数字孪生如何工作？
数字孪生是一种虚拟模型，旨在准确反映物理对象。正在研究的物体-例如，风力涡轮机-配备了与重要功能区域相关的各种传感器。这些传感器产生有关物理对象性能不同方面的数据，例如能量输出，温度，天气条件等。然后将该数据中继到处理系统并应用于数字副本。
一旦有了这些数据，虚拟模型就可以用来运行模拟，研究性能问题并产生可能的改进，所有这些都是为了产生有价值的见解，然后可以将其应用回原始物理对象。
例如，恒温器具有监视器功能的几个元素的传感器。传感器收集有关各种物理参数的数据。数据被处理成数字副本。
当这些信息提供给虚拟模型时，它可用于运行仿真并研究性能问题以及解决这些问题的可能方法。这可以提供可以发送到真实设备的重要见解。
用更简单的话来说，这就是你的恒温器如何向供暖系统发出命令，以增加和降低你公寓的温度，或者让你的汽车与你的咖啡机通信，并在你离家5分钟时让它开始制作拿铁咖啡。
数字孪生用于什么？
有些对象过于简单，不需要数字拷贝所需的恒定和连续的传感器数据流。从财务上讲，副本并不总是一项好的投资。但是，不同类型的项目都可以从使用数字模型中受益，例如：
在大型物体的构造中。在工程领域，如桥梁，建筑物和其他复杂结构。
复杂的机制。喷气发动机;车辆;飞机都属于这一类。使用数字副本，机器和发动机大而复杂，可以提高效率。
供电设备。发电和输电都属于这一类。
制造业。工业环境中的合作机器系统可能受益于数字副本帮助提高流程效率的能力。
数字孪生体的优势包括：
第一，易于测试。在制造业中，由于产品开发现场的成本或物理空间的限制，很难开始开发新产品。由于虚拟空间没有物理限制，因此使用数字孪生体可以比以前更容易、更轻松地进行各种测试，从而产生所需的成本。即使结果以失败告终，也是虚拟空间的模拟，因此可以降低风险，这也是一大魅力。第二，工作顺利进行是可能的。维护和设备维护的顺利进行也是数字孪生体的一大优势。如果生产线上发生错误，则问题出在哪里，由什么引起，可以比传统时间更需要时间。即使发货后已经流通的产品出现问题，也可以通过调查虚拟空间中的数据来确定原因。第三，可以降低测试制作或测试的成本。开发新产品是一个不可或缺的过程，需要试制或测试。根据产品的类型，在现实世界中进行测试的成本很高。以汽车为例，在起步车上由测试司机驾驶几次专用路线是常规方法。但是，通过引入数字孪生体，可以在虚拟空间中实现这些，从而节省成本。
最佳数字孪生解决方案提供商
以下为数字副本提供服务的20家最令人兴奋的供应商。该名单包括成熟和新技术公司，这些公司正在各自行业中做出重大改变。
#1通用电气
通用电气是工业物联网的先驱，提供广泛的颠覆性服务和数字孪生软件解决方案。GE可以为公司提供从虚拟孪生资产和元素到系统和流程的一切。他们希望通过协作降低业务环境中的风险，同时提高可靠性和改进生产流程。这就是为什么他们创建了Predix运营绩效管理（PredixOPM）—一个完整的本地控制云分析解决方案。目标是管理过程可变性，预测和产品质量的提高。GEPredixOPM提供对运营执行指标的实时可见性和洞察力，以更快地识别和解决性能问题。GEPredix的竞争对手有很大的羡慕空间！
#2AzureDigitalTwins
Azure数字孪生是数字孪生软件平台之一，为组织提供构建下一代IoT解决方案的基础。他们创建数据驱动的工作空间，将所有必要的源组合在一起，并创建新的生产技术。AzureDigitalTwins可以连接到AzureStreamAnalytics、AzureAI、AzureMaps、AzureStorage、MicrosoftMixedReality、Office或Dynamics。上述物联网和AI平台通过启用基于传入信息触发自动端点操作的功能，显著降低了创建数字复制解决方案的复杂性。Azure数字孪生利用所有类型的环境，例如仓库、办公室、学校、医院和银行。它甚至可以应用于工厂，停车场，体育场馆，公园，智能电网和城市。
#3西门子
西门子是数字化双胞胎公司之一，已成为工业4.0的基础之一。这种技术方法为在系统对象之间建立无缝连接铺平了道路。他们创建了西门子数字化企业套件，可以协调工业公司的集成软件和自动化解决方案。通信网络的数字化有助于西门子最好的物联网操作系统之一MindSphere定期获取所需的所有数据。
#4IBM
IBM是数字孪生应用程序的另一个例子，它对这项高科技新奇事物的革命产生了无价的业务影响。IBM的Watson物联网系统将系统设计、工程生命周期优化和RationalLifecycleIntegration的功能结合在一起。IBM使用数字孪生技术对产品和流程进行虚拟创建、测试和监控。扩展的IBM工程生命周期管理（ELM）解决方案与许多第三方工具集成，有助于减少设计和操作之间反馈循环的延迟。IBM工程系统设计狂想曲（RationalRhapsody）产品为系统工程师的设计、开发和测试环境提供了全面的解决方案。UML、SysML和AUTOSAR的帮助使软件工程师能够更轻松地完成工作。
#5思科系统
思科系统公司投资数字孪生技术公司，以保持当今的企业安全、平稳地运行，从而实现更快的上市战略。思科的工业基础设施可在工厂、制造设施或生产空间内创建高度可靠、智能且安全的连接解决方案。思科DNA中心可帮助您在几分钟内配置所有网络设备。在每台机器上实施Wi-Fi连接的无中断PLC和传感器有助于通过使用思科Kinetic物联网平台和现场网络控制器（可实现增强生产控制的企业产品）收集生产数据。
#6甲骨文
Oracle是数字孪生服务之一，可帮助企业创建虚拟孪生，帮助他们在云中构建物理资产和设备的表示形式，从而加快特定流程的性能。他们专注于产品生命周期管理和提高生产可扩展性。来自物理资产的数据被传输到OracleIoT云服务中的复杂事件处理（CEP）引擎，并通过OracleStreamExplorer（一种事件处理引擎）传输到该引擎。数据分析师随后使用OracleR和AdvancedAnalyticsforHadoop（ORAAH）创建模型。他们还为非技术专家创建了一个额外的工具，即Oracle大数据发现，使他们能够使用用户友好的界面创建简单的模型。
#7QiO技术
QiOTechnologies是为行业领导者提供数字拷贝解决方案的数字孪生解决方案提供商之一。他们创建了QiOForesight平台，该平台将能源，维护，生产和性能应用程序结合在一起。Foresight平台从工业设备、智能电表、制造执行系统（MES）和企业资源规划（ERP）解决方案中提取数据，以创建实时能效指数。这些信息使得从反应式维护模式切换到预测性维护模式成为可能。该软件可以创建有效的诊断，特别是当根本原因难以识别时，确保未来的操作不会面临类似的问题。
#8佩特拉数据科学
PETRA专注于全球采矿业的数据处理系统。他们有三个主要解决方案：FORESTALL用于实时预测智能，MAXTA用于数据集成服务，FRAGx算法用于点云数据的3D映射。这些产品结合了领域专业知识、计算机科学、数学和数据科学方法。他们可以模拟许多真实场景，使他们能够做出更明智的决策。机器学习算法允许公司模拟采矿过程的规划和过程控制选项，同时预测工厂的整体性能。
#9达索系统
达索系统产品用于规划和优化复杂的生产价值网络、联合物流运营以及安排大量地理上多样化的劳动力。他们的内部产品平台Delmia为全球领先制造商提供解决方案，推动整个供应链的产品性能和创新。他们与本田，特斯拉和KreiselElectric等公司合作。
#10协同视觉
Synavision是一家总部位于德国的公司，凭借其数字测试台软件进入市场。它可以验证建筑性能并加快调试速度。他们的主要竞争优势是他们快速，高效，透明地检查建筑物的运行。这种方法不需要任何额外的安装或长期合同。另一方面，Synavision创建了软件即服务（SaaS）——一种面向工程师的云计算解决方案，有助于规划、调试和技术监控。
#11瞄准机
SightMachine是最迷人的数字孪生服务提供商之一，采用人工智能和机器学习来改造制造公司。SightMachine平台接收并分析来自历史数据库，电表，图像，质量系统，MES，ERP，PLC，日志，SQL，PC，批量报告和MTConnect的数据。因此，他们创建了一个AI数据管道和一个工厂数字孪生，这是实际生产的动态镜像。SightMachine的GlobalOpsView可创建仪表板，以便向正确的人员呈现正确的信息。
#12普拉蒂蒂技术
印度虚拟双胞胎初创公司PratitiTechnologies为太阳能资产提供数据分析系统。他们专注于SMAC（社交，移动，大数据分析，云计算）和物联网，由数字化转型驱动。他们的APOLLO是基于数字孪生的分析引擎，通过改进太阳能光伏（PV）发电厂的程序和性能为可再生能源部门提供服务。外部天气状况的实时更新和系统中的故障警告以数字方式进行，可以更好地了解是否可以达到预设基准或是否需要调整。监控和数据采集（SCADA）是另一种解决方案，可用于进行基准测试、故障根本原因分析、日内功率预测和性能预测。
#13私人电脑
PTC数字文案通过增强现实（AR）、IIOT和产品生命周期管理解决方案成为工业数字化转型和创新的驱动力。他们的Vuforia是一种企业AR技术，具有先进的计算机视觉，校准的性能和跨平台扩展。Creo是当今市场上3DCAD工具开发的最佳工具。Windchill是行业领先的PLM软件，具有广泛的开箱即用功能以及高度可配置的角色和基于任务的应用，可增加利益相关者对宝贵产品数据的访问。ThingWorx是一个IIoT平台，具有推动快速ROI所需的功能和灵活性。它提供了在整个给定企业中扩展IIoT解决方案所需的安全性和可扩展性。在整个价值链中，正在采用数字文案用例，工业企业现在拥有更强大的分析和仿真工具作为标准配置。
#14安思
Ansys是建筑仿真领域的全球领导者。ANSYS基于物理场的仿真与分析相结合，使企业能够通过对其虚拟孪生体开发的密切评估，对未来产品性能做出准确的预测。Ansys的产品组合包括与汽车、航空航天与国防、建筑、能源和医疗保健行业的合作。应用的多样性使市场有可能为市场提供特定于给定业务或行业需求的解决方案。他们创建了带有付费和免费应用程序的ANSYS商店。
#15Visualiz
Visualiz是一家数字复制公司，也是通过虚拟现实（VR）增强协作，数据可视化和商业智能的平台。Visualiz专注于将业务数据连接到运营的3D表示形式。再加上多尺度的方面，企业可以更好地理解其内部流程和资产。他们利用VR并根据项目范围对其进行自定义。
#16森萨特
SenSat是一家总部位于英国的初创公司，专注于现实世界地点的数字副本。他们的解决方案Mapp是最直观，最易于使用的基于云的数字副本平台之一，使用户能够可视化多种类型的数据集并与之交互。可视化表示允许以数字方式实时控制物理项目，并提供在视觉和直观意义上讨论计划的能力。SenSat可以将物联网（IoT）传感器放在公司的财产上，并将运营更新直接发送给负责发现问题的团队。
#17游泳
Swim是一家强大的基于AI的虚拟双胞胎公司。他们创建了DataFabric，这是一种从终端设备或流媒体基础获取数据的解决方案，并与WebSockets，MQTT和Kafka合作，以利用区域和云计算。它加快了获得洞察的速度，同时大大降低了应用程序的复杂性、基础架构和运营成本。Swim的软件在企业中有各种用例，从制造业到智能城市。
#18博世
Bosch构建了EclipseDitto，这是一个模块化结构框架，可以说是管理数字副本状态的最佳解决方案。该解决方案在IIoT领域的真实世界设备与其虚拟双胞胎之间架起了一座至关重要的桥梁。Ditto帮助设备通过API进行高效、直接的通信。物联网设备可以通过EclipseHono连接。无论设备通信协议（HTTP、MQTT和AMQP）如何，它都有助于与它们进行统一交互。博世格外注重安全性，并支持常见的身份验证机制，如用户名/密码和X.客户端证书，以验证设备的身份。
#19导航
NavVis基于使用用于NavVisIndoorViewer的API或用于导航应用的NavVisPositioningSDK的技术创建数字室内解决方案。这些产品可以与更广泛的生态系统共享，也可以针对个人室内空间进行定制。他们的系统适用于扫描机制，允许创建度沉浸式图像和逼真的点云。NavVis创建建筑物的数字地图，并为用户提供数字伴侣以便四处走动。
#20辛普利法
Simplifa是总部位于德国的虚拟双胞胎公司之一，代表业主构建，优化和管理电梯组合，并将自己定位为业主代表与电梯服务公司之间的中立联系。每部电梯都经过一次技术检查，以度拍摄的形式进行记录，以模拟虚拟的“电梯双胞胎”。如果系统发生故障，维护公司可以确保更快，更精确地完成更换或维修。