工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，需要面臨制造理念,、組織方式和商業(yè)模式的多種變革,。一個(gè)產(chǎn)品,，從設(shè)計(jì)理念開始,，經(jīng)歷了制造,、使用和報(bào)廢,，跨越了時(shí)空，呈現(xiàn)出一個(gè)完整的生命周期,。如果設(shè)想這種產(chǎn)品有一本履歷表,，那么它將忠實(shí)地記錄了這個(gè)產(chǎn)品的各階段生命周期相關(guān)的數(shù)據(jù),。各種健康狀況和風(fēng)險(xiǎn)，都會(huì)一目了然,，然而事實(shí)卻并非如此,。對(duì)于制造商而言，各階段的數(shù)據(jù)通常呈現(xiàn)孤立,、分散的特征,，尤其是用戶對(duì)于產(chǎn)品使用過程中，基本就是黑匣子,。數(shù)據(jù)的分裂,，讓產(chǎn)品的各個(gè)階段，都成為一座座孤島而互不相連,，數(shù)據(jù)失去了流動(dòng)性,，大大約束了人們的洞察力。
 
數(shù)字孿生,，作為連接實(shí)體與數(shù)字空間的一種高保真,、實(shí)時(shí)互動(dòng)的可視化模型，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,，成為一種全新而有效的解決方案,。工廠的設(shè)備，可以通過實(shí)時(shí)可視化的數(shù)字孿生,，模擬機(jī)器在生產(chǎn)系統(tǒng)中的表現(xiàn),，通過虛實(shí)交互、數(shù)物融合和知識(shí)自動(dòng)化,，形成一線操作者和管理者的決策支撐系統(tǒng),，提供更加實(shí)時(shí)、高效,、智能的服務(wù),。
 
數(shù)字孿生研究背景
 
企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，圍繞著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)而來,。而數(shù)據(jù)要真正產(chǎn)生的價(jià)值,，需要靠企業(yè)知識(shí)體系來提供。因此,，數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，首先需要面對(duì)的是企業(yè)知識(shí)的梳理,。但是傳統(tǒng)的知識(shí)體系,，往往呈現(xiàn)非常僵化的狀態(tài)。例如,，工程圖檔往往是企業(yè)的重要知識(shí)資產(chǎn),，但很多制造企業(yè)都是采用傳統(tǒng)的圖紙檔案管理方式,，以“底圖”或“藍(lán)圖”的形式，進(jìn)行分類,、分密級(jí)歸檔保存,。而代表企業(yè)重要的知識(shí)體系，如工藝說明,、操作手冊(cè),、工程文件等，已經(jīng)隨著企業(yè)信息化應(yīng)用的逐步發(fā)展,，一般都是通過掃描后進(jìn)行管理,。

 
然而這些圖紙、電子文檔所保存的知識(shí),，都是靜態(tài),、分散和割裂的。顆粒度太大,，缺乏語義的連接,，無法實(shí)現(xiàn)相互之間的關(guān)聯(lián)，流動(dòng)性很差,。這種知識(shí)體系,，只是被收藏起來，但卻無法高效重復(fù)使用,。對(duì)于資深工程師而言,，這只是一種儲(chǔ)存方式而已，因?yàn)樾畔⒉檎叶?，仍然非常低效,；而?duì)于經(jīng)驗(yàn)不足的員工而言，這些知識(shí)則像是被隱藏起來,。
 
面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，由于缺乏系統(tǒng)性的知識(shí)體系支撐，因此工業(yè)企業(yè)呈現(xiàn)出如下的困境：
 
1）工業(yè)場(chǎng)景復(fù)雜,，存在海量多源異構(gòu)的工業(yè)數(shù)據(jù),，多樣性、復(fù)雜性的工業(yè)數(shù)據(jù),，造成工業(yè)場(chǎng)景信息孤島化,，數(shù)據(jù)利用價(jià)值低。
 
2）工業(yè)場(chǎng)景中,，存在顯性知識(shí)與隱性知識(shí),，各種結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化知識(shí),，知識(shí)關(guān)聯(lián)性弱,。
 
3）人工智能（AI）正在逐漸成為大數(shù)據(jù)分析的重要技術(shù),，但是傳統(tǒng)AI訓(xùn)練，過度依賴人工開發(fā)算法,。它無法關(guān)聯(lián)自然語言所對(duì)應(yīng)的概念,、屬性、關(guān)聯(lián)性等,。
 
4）隨著工業(yè)數(shù)字化普及,，海量的CAD、CAE文件以及數(shù)字化的各類文檔,、說明書,、操作手冊(cè)等，信息量暴增,，給用戶決策帶來新的痛點(diǎn),。
 
5）工業(yè)知識(shí)專業(yè)性強(qiáng)，且涉及技術(shù)領(lǐng)域廣,。零散化的知識(shí)晦澀難懂,，工業(yè)術(shù)語解釋專業(yè)性強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)知識(shí)傳播,、傳承困難,。
 
而通過知識(shí)圖譜，可以將各種概念,，通過編碼連接的方式,，形成語義連接，將隱形的知識(shí)顯性化,；而數(shù)字孿生技術(shù),，則可以在傳統(tǒng)靜態(tài)模型中，增加了實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的反饋,，動(dòng)態(tài)記錄,，并且用可視化的方式進(jìn)行展現(xiàn)。這將徹底改變?cè)械闹R(shí)管理方式,，激活沉默的知識(shí)資產(chǎn),，從而幫助人們重新認(rèn)識(shí)、管理和控制機(jī)器世界